Nguyên lý làm việc cơ bản của kính hiển vi phân cực
1, Đơn khúc xạ và lưỡng chiết:
Khi ánh sáng đi qua một chất, nếu tính chất và đường đi của ánh sáng không thay đổi do hướng chiếu sáng thì chất đó có tính “đẳng hướng” về mặt quang học hay còn gọi là khúc xạ đơn, như chất khí, chất lỏng và chất rắn vô định hình thông thường. ; Nếu tốc độ, chiết suất, độ hấp thụ và phân cực, biên độ, v.v. của ánh sáng truyền qua một vật liệu khác thay đổi tùy theo hướng chiếu sáng thì vật liệu này có tính "dị hướng" trong quang học, còn được gọi là vật liệu lưỡng chiết, như tinh thể, sợi , vân vân.
2, Hiện tượng phân cực của ánh sáng:
Sóng ánh sáng có thể được chia thành ánh sáng tự nhiên và ánh sáng phân cực dựa trên đặc tính rung động của chúng. Đặc điểm rung động của ánh sáng tự nhiên là có nhiều bề mặt rung động trên trục thẳng đứng truyền sóng ánh sáng và sự phân bố biên độ rung động trên mỗi mặt phẳng là như nhau; Ánh sáng tự nhiên, thông qua sự phản xạ, khúc xạ, lưỡng chiết và hấp thụ, có thể tạo ra sóng ánh sáng chỉ dao động theo một hướng, được gọi là "ánh sáng phân cực" hay "ánh sáng phân cực".
3, Sự phát sinh và ảnh hưởng của sự phân cực:
Các thành phần quan trọng của kính hiển vi phân cực là thiết bị phân cực - máy phân cực và máy dò. Trước đây, cả hai đều được cấu tạo từ lăng kính Nicola, được làm từ canxit tự nhiên. Tuy nhiên, do hạn chế về thể tích tinh thể lớn nên khó đạt được diện tích phân cực lớn. Kính hiển vi phân cực sử dụng kính phân cực nhân tạo thay cho gương Nicol. Các bản phân cực nhân tạo được làm từ tinh thể quinoline sulfate, còn được gọi là than chì và có màu ô liu xanh. Khi ánh sáng thông thường đi qua nó, nó có thể thu được ánh sáng phân cực tuyến tính chỉ dao động theo đường thẳng. Kính hiển vi phân cực có hai gương phân cực, một gương nằm giữa nguồn sáng và vật cần kiểm tra và được gọi là gương phân cực; Một thiết bị khác nằm giữa vật kính và thị kính được gọi là "gương phân cực", có tay cầm kéo dài ra ngoài nòng kính hoặc phần gắn ở giữa để dễ thao tác và có thang đo góc quay trên đó. Khi ánh sáng phát ra từ nguồn sáng đi qua hai bản phân cực, nếu hướng rung của bản phân cực và bản phân cực song song với nhau, nghĩa là ở "vị trí bản phân cực song song", trường nhìn sẽ sáng hơn. Ngược lại, nếu cả hai vuông góc với nhau, tức là ở vị trí hiệu chỉnh trực giao, trường nhìn hoàn toàn tối. Nếu cả hai đều nghiêng, trường nhìn cho biết mức độ sáng vừa phải. Từ đó, có thể thấy rằng ánh sáng phân cực tuyến tính do gương phân cực tạo thành có thể truyền qua hoàn toàn nếu hướng dao động của nó song song với hướng dao động của gương phân cực; Nếu bị lệch thì chỉ một phần đi qua; Nếu nó thẳng đứng thì nó không thể đi qua được. Vì vậy, khi sử dụng kính hiển vi phân cực để kiểm tra, nguyên tắc là phải đảm bảo gương phân cực và gương kiểm tra ở vị trí kiểm tra trực giao.
4, Vật lưỡng chiết ở vị trí phân cực trực giao:
Trong trường hợp trực giao, trường nhìn tối. Nếu vật thể đang được kiểm tra thể hiện một vật khúc xạ đơn đẳng hướng trong quang học, thì bất kể bàn soi được xoay như thế nào, trường nhìn vẫn tối. Điều này là do hướng dao động của ánh sáng phân cực tuyến tính do gương phân cực tạo thành không thay đổi và vuông góc với hướng dao động của gương phân cực. Nếu vật đang được thử nghiệm có đặc tính lưỡng chiết hoặc chứa các chất có đặc tính lưỡng chiết thì trường nhìn ở khu vực có đặc tính lưỡng chiết sẽ trở nên sáng hơn. Điều này là do ánh sáng phân cực tuyến tính phát ra từ gương phân cực đi vào vật lưỡng chiết và tạo ra hai loại ánh sáng phân cực tuyến tính với các hướng dao động khác nhau. Khi hai loại ánh sáng này đi qua gương phân cực, do chùm ánh sáng còn lại không trực giao với hướng phân cực của gương phân cực nên mắt người có thể nhìn thấy hình ảnh sáng qua gương phân cực. Khi ánh sáng truyền qua vật liệu lưỡng chiết, hướng dao động của hai loại ánh sáng phân cực hình thành sẽ khác nhau tùy thuộc vào loại vật thể.
Khi vật lưỡng chiết quay bệ theo kiểu trực giao, ảnh của vật lưỡng chiết trải qua bốn lần thay đổi độ sáng khi quay 360 độ và tối đi sau mỗi 90 độ. Vị trí mờ đi là vị trí mà tại đó hai hướng dao động của vật lưỡng chiết phù hợp với hướng dao động của hai bản phân cực, được gọi là "vị trí tuyệt chủng". Khi vật thể đang được thử nghiệm quay 45 độ so với vị trí tắt, nó sẽ trở thành điểm sáng nhất, được gọi là "vị trí đường chéo". Điều này là do khi ánh sáng phân cực chiếu tới vật thể ở độ lệch 45 độ, một phần ánh sáng có thể bị phân hủy và đi qua bản phân cực, làm cho nó sáng. Dựa trên các nguyên tắc cơ bản trên, kính hiển vi phân cực có thể được sử dụng để xác định vật khúc xạ đơn đẳng hướng, vật lưỡng chiết dị hướng và các chất.
5, Màu giao thoa:
Trong trường hợp phát hiện bù trực giao, sử dụng ánh sáng hỗn hợp có bước sóng khác nhau làm nguồn sáng để quan sát vật lưỡng chiết, khi xoay bệ, không chỉ vị trí đường chéo sáng nhất xuất hiện trong trường nhìn mà còn có thể nhìn thấy màu sắc. Nguyên nhân xuất hiện màu sắc chủ yếu là do giao thoa màu sắc, và tất nhiên vật được kiểm tra không được không màu và trong suốt. Đặc tính phân bố của các màu giao thoa được xác định bởi loại và độ dày của vật liệu lưỡng chiết, nguyên nhân là do sự phụ thuộc của độ trễ tương ứng vào bước sóng của ánh sáng có màu khác nhau. Nếu độ trễ ở một vùng của vật đang được kiểm tra khác với độ trễ ở vùng khác thì màu của ánh sáng truyền qua gương phân cực cũng sẽ khác.
