Vài nét về kính hiển vi phân cực
Kính hiển vi phân cực là kính hiển vi lắp một bộ phân cực và một bộ phân tích vào hệ thống quang học của kính hiển vi quang học để kiểm tra tính dị hướng và lưỡng chiết của mẫu]. Cả máy phân cực và máy phân tích đều được làm bằng lăng kính phân cực hoặc lăng kính Nicol của các tấm phân cực. Cái trước được lắp giữa nguồn sáng và mẫu, còn cái sau được lắp giữa vật kính và thị kính hoặc trên thị kính. Trong các mẫu sinh học, các sợi cơ, xương và răng có tính dị hướng, còn các hạt tinh bột, nhiễm sắc thể và trục chính có tính lưỡng chiết, vì vậy chúng được sử dụng trong nghiên cứu hóa học của tế bào mô. Nguồn sáng tốt nhất là ánh sáng có bước sóng đơn. Do tính lưỡng chiết của các mẫu sinh học yếu hơn đáng kể so với tính lưỡng chiết của kim loại, đá hoặc tinh thể, nên đôi khi màu giao thoa cũng được sử dụng bởi hiện tượng cộng và trừ do máy phân tích nhạy cảm gây ra.
1. Ánh sáng tự nhiên và ánh sáng phân cực
Ánh sáng là một loại sóng điện từ, thuộc sóng ngang (phương dao động vuông góc với phương truyền sóng). Tất cả các nguồn sáng thực tế, chẳng hạn như ánh sáng mặt trời, ánh nến, đèn huỳnh quang và đèn tungsten, được gọi là ánh sáng tự nhiên. Những ánh sáng này là tổng ánh sáng phát ra từ một số lượng lớn các nguyên tử và phân tử. Mặc dù hướng dao động của sóng điện từ do một nguyên tử hoặc phân tử phát ra tại một thời điểm nhất định là như nhau, nhưng hướng dao động của từng nguyên tử và phân tử cũng khác nhau và tần số của sự thay đổi này cực kỳ nhanh. Do đó, ánh sáng tự nhiên là tổng ánh sáng do mỗi nguyên tử hoặc phân tử phát ra, có thể coi là sự dao động của sóng điện từ của nó có xác suất bằng nhau theo mọi hướng.
Khi ánh sáng tự nhiên đi qua một số chất trong cửa sổ, sau khi phản xạ, khúc xạ và hấp thụ, sóng dao động của sóng điện từ bị giới hạn ở một hướng và sóng điện từ dao động ở các hướng khác bị suy yếu hoặc triệt tiêu rất nhiều. Loại ánh sáng dao động theo một hướng nhất định này được gọi là ánh sáng phân cực. Mặt phẳng được tạo thành bởi hướng dao động của ánh sáng phân cực và hướng truyền sóng ánh sáng được gọi là mặt phẳng dao động.
2. Ánh sáng phân cực thẳng, ánh sáng phân cực tròn và ánh sáng phân cực elip
1. Ánh sáng phân cực tuyến tính
Ánh sáng phân cực tuyến tính còn được gọi là ánh sáng phân cực phẳng vì hướng dao động của ánh sáng nằm trong cùng một mặt phẳng. Nhìn vào hướng truyền ánh sáng, hướng dao động của ánh sáng này là một đường thẳng, vì vậy nó còn được gọi là ánh sáng phân cực tuyến tính hoặc ánh sáng phân cực tuyến tính.
2. Ánh sáng phân cực tròn và ánh sáng phân cực elip
(1) Tính lưỡng chiết của ánh sáng và trục quang học của tinh thể
Khi một chùm ánh sáng được chiếu vào một tinh thể dị hướng, nó sẽ tách thành hai chùm tia truyền theo các hướng khác nhau. Hiện tượng này được gọi là lưỡng chiết. Hai chùm ánh sáng lưỡng chiết là ánh sáng phân cực. Một trong hai chùm sáng luôn tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng, vận tốc truyền sóng không thay đổi khi đổi hướng tới. Ánh sáng này gọi là ánh sáng thường, kí hiệu là o; chùm tia kia không tuân theo định luật khúc xạ. Khi , vận tốc lan truyền của nó cũng thay đổi tương ứng và chiết suất của ánh sáng cũng khác. Chùm tia này được gọi là ánh sáng bất thường và được biểu thị bằng e.
Trong các tinh thể dị hướng, có một số hướng đặc biệt mà trong đó hiện tượng lưỡng chiết không xảy ra, các tia thường và tia bất thường truyền theo cùng một hướng và tốc độ, và các hướng này được gọi là trục quang học của tinh thể Tinh thể có trục quang học được gọi là một trục tinh thể và một tinh thể có hai trục quang học được gọi là tinh thể hai trục. Đối với tinh thể hai trục, hai tia sau lưỡng chiết đều là tia bất thường.
(2) chip sóng
Tấm sóng, được gọi là tấm sóng, có thể được sử dụng để thay đổi hoặc kiểm tra sự phân cực của ánh sáng. Khi ánh sáng tự nhiên chiếu dọc theo trục quang học của một tinh thể đơn trục, hiện tượng lưỡng chiết không xảy ra. Nếu tia o và tia e được tạo ra khi tới vuông góc với trục quang học của tinh thể vẫn truyền dọc theo hướng tới ban đầu, nhưng tốc độ truyền và chiết suất khác nhau và sự khác biệt về tốc độ truyền là lớn nhất. Nếu một lát mỏng được cắt theo hướng song song với trục quang học của tinh thể một trục, thì bề mặt của tấm bán dẫn song song với trục quang học và tấm bán dẫn được tạo ra theo cách này được gọi là tấm sóng. Khi ánh sáng phân cực tới vuông góc với trục quang học của tấm sóng, một tấm sóng được hình thành. tia o và tia e truyền cùng phương nhưng vận tốc khác nhau. Nếu tấm sóng dày hơn, nó là một bội số nguyên của bước sóng của tia o và tia e, và tấm sóng này được gọi là tấm sóng toàn phần. Và cứ thế, có tấm nửa sóng và tấm 1/4 sóng, v.v.
(3) Sự tạo thành ánh sáng phân cực tròn và ánh sáng phân cực elip
Khi một chùm ánh sáng tự nhiên tới vuông góc với trục quang học của một tinh thể đơn trục, hai chùm ánh sáng phân cực có các mặt phẳng dao động vuông góc với nhau là không kết hợp. Vì ánh sáng tự nhiên được tạo ra bởi các phân tử và nguyên tử khác nhau trong nguồn sáng, không có độ lệch pha cố định nên không xảy ra hiện tượng giao thoa. Nhưng khi một chùm ánh sáng phân cực đơn sắc đi qua một vật liệu lưỡng chiết[/url] thì hai chùm ánh sáng phân cực sinh ra có thể kết hợp với nhau. Nó tương đương với sự tổng hợp của hai dao động vuông góc lẫn nhau trong cùng một khoảng thời gian.
