偏光显微镜的原理

偏光显微镜的双折射原理

双折射被正式定义为光在透明、分子有序材料中的双折射，表现为折射率存在方向依赖性差异。许多透明固体在光学上是各向同性的，这意味着折射率在整个晶格的所有方向上都是相等的。各向同性固体的例子包括玻璃、食盐（氯化钠，如图1（a）所示）、许多聚合物以及各种有机和无机化合物。

最简单的晶格结构是立方的，如图1（a）中氯化钠的分子模型所示，所有钠离子和氯离子沿三个相互垂直的轴以均匀的间距排列。每个氯离子被六个单独的钠离子包围（并静电键合），反之亦然。图1（b）所示的晶格结构表示矿物方解石（碳酸钙），它由相当复杂但高度有序的钙和碳酸根离子三维阵列组成。方解石具有各向异性晶格结构，其与光的相互作用方式与各向同性晶体完全不同。图1（c）所示的聚合物是无定形的，没有任何可识别的周期性晶体结构。聚合物通常具有一定程度的结晶顺序，并且可能是也可能不是光学透明的。

晶体被分类为各向同性或各向异性，具体取决于它们的光学行为以及它们的晶体轴是否等效。所有各向同性晶体都具有以类似方式与光相互作用的等效轴，而不管入射光波的晶体取向如何。进入各向同性晶体的光以恒定的角度折射，并以单一速度穿过晶体，而不会因与晶格的电子元件相互作用而偏振。

术语各向异性是指性质的不均匀空间分布，当从同一材料内的多个方向探测试样时，会导致获得不同的值。观察到的特性通常取决于所使用的特定探头，并且通常取决于观察到的现象是基于光学、声学、热、磁或电事件。另一方面，如上所述，无论测量方向如何，各向同性特性都保持对称，每种类型的探针报告的结果相同。

各向异性晶体，如石英、方解石和电气石，具有晶体学上不同的轴，并通过一种机制与光相互作用，该机制取决于晶格相对于入射光角的方向。当光进入各向异性晶体的光轴时，它的行为方式类似于与各向同性晶体的相互作用，并以单一速度通过。然而，当光进入非等效轴时，它会折射成两条光线，每条光线都偏振，振动方向彼此成直角（相互垂直），并以不同的速度传播。这种现象被称为双折射或双折射，在所有各向异性晶体中都或多或少地表现出来。

电磁辐射在空间中传播，振荡的电场和磁场矢量以相互垂直的正弦模式交替出现，并垂直于波传播方向。由于可见光由电和磁成分组成，因此光通过物质的速度部分取决于材料的电导率。穿过透明晶体的光波在行进过程中必须与局部电场相互作用。电信号通过材料的相对速度随信号类型及其与电子结构的相互作用而变化，并由称为材料介电常数的特性决定。定义光波与其通过的晶体之间相互作用的矢量关系由晶格电矢量的固有方向和波的电矢量分量的方向控制。因此，仔细考虑各向异性材料的电性能对于理解光波在传播过程中如何与材料相互作用至关重要。

虽然双折射是许多各向异性晶体（如方解石和石英）的固有特性，但它也可能由其他因素引起，例如结构有序、物理应力、变形、流经受限导管的流动和应变。本征双折射是用于描述折射率不对称且与方向相关的天然材料的术语。这些材料包括许多各向异性的天然和合成晶体、矿物和化学品。

结构双折射是一个适用于广谱各向异性结构的术语，包括生物大分子组装体，如染色体、肌肉纤维、微管、液晶DNA和纤维蛋白结构，如头发。与许多其他形式的双折射不同，结构双折射通常对周围介质中的折射率波动或梯度敏感。此外，许多合成材料也表现出结构双折射，包括纤维、长链聚合物、树脂和复合材料。

应力和应变双折射是由于外力和/或变形作用在非天然双折射材料上的而发生的。例如拉伸薄膜和纤维、变形的玻璃和塑料镜片以及受力聚合物铸件。最后，流动双折射可能是由于材料（如不对称聚合物）的诱导取向而发生的，这些材料在流体流动存在下变得有序。棒状和板状分子和大分子组装体，如高分子量DNA和去污剂，通常被用作流动双折射研究的候选材料。

总之，双折射是一种表现为性质不对称的现象，这些性质可能是光学、电气、机械、声学或磁性的。各种材料都显示出不同程度的双折射，但光学显微镜学家特别感兴趣的是那些透明且在偏振光下容易观察到的样品。

1、单折射性与双折射性：光线通过某一物质时，如光的性质和进路不因照射方向而改变，这种物质在光学上就具有各向同性，又称单折射体，若光线通过另一物质时，光的速度、折射率、吸收性和偏振、振幅等因照射方向而有不同，这种物质在光学上则具有各向异性，又称双折射体；

2、光的偏振现象：光波根据振动的特点，可分为自然光与偏振光；

3、偏光的产生及其作用：偏光显微镜最重要的部件是偏光装置，起偏器和检偏器；

4、正交检偏位下的双折射体：在正交的情况下，视场是黑暗的，如果被检物体在光学

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光学显微镜的光学原理
答：显微镜是利用凸透镜的放大成像原理，将人眼不能分辨的微小物体放大到人眼能分辨的尺寸，其主要是增大近处微小物体对眼睛的张角（视角大的物体在视网膜上成像大），用角放大率M表示它们的放大本领。因同一件物体对眼睛的张角与物体离眼睛的距离有关，所以一般规定像离眼睛距离为25厘米（明视距离）处的放大...

光学显微镜是什么东西
答：光学显微镜（简写OM）是利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。光学显微镜一般由载物台、聚光照明系统、物镜、目镜和调焦机构组成。载物台用于盛放被观察的物体，利用调焦旋钮可以驱动调焦机构，使载物台作粗调和微调的升降运动，使被观察物体调焦清晰成像。

显微镜的工作原理
答：显微镜的工作原理：1、光学显微镜 显微镜光学显微镜主要由目镜、物镜、载物台和反光镜组成。目镜和物镜都是凸透镜，焦距不同。物镜相当于投影仪的镜头，物体通过物镜成倒立、放大的实像。目镜相当于普通的放大镜，该实像又通过目镜成正立、放大的虚像。反光镜用来反射，照亮被观察的物体。反光镜一般有两个...

光学显微镜成像原理是什么,如何才能获得清晰的物象
答：光学显微镜成像原理是凸透镜成像原理，显微镜有两组镜头，物镜成倒立放大的实像，目镜则将物镜成的像再次成像，只不过成的是放大的虚像，因此经过两次成像后，显微镜下看到的物像是倒立放大的虚像。显微镜下要获得清晰的物像，必需严格按照操作规程进行操作，先降低镜筒，用粗准焦螺旋反方向缓慢上升镜筒的过程...

显微镜成像原理及其光路图
答：显微镜是利用凸透镜的放大成像原理，将人眼不能分辨的微小物体放大到人眼能分辨的尺寸，其主要是增大近处微小物体对眼睛的张角（视角大的物体在视网膜上成像大），用角放大率M表示它们的放大本领。因同一件物体对眼睛的张角与物体离眼睛的距离有关，所以一般规定像离眼睛距离为25厘米（明视距离）处的放大...

显微镜实验原理
答：显微镜实验原理包括：折射和折射率、折叠透镜的性能。（1）折射和折射率：光线在均匀的各向同性介质中，两点之间以直线传播，当通过不同密度介质的透明物体时，则发生折射现象，这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时，光线在其介面改变了方向...

显微镜的光路图是怎样的
答：1、显微镜的光路图为：2、望远镜的光路图有两种 （1）开普勒望远镜光路图 （2）伽利略望远镜光路图

显微镜目镜和物镜的成像原理
答：显微镜目镜和物镜的成像原理是利用光的折射的原理成像，光学显微镜和望远镜（包括一部分天文望远镜）都是利用光的折射和光的直线传播原理制成的。放大镜和显微镜是用于观测放置在观测人员近处应予放大的物体的凸透镜。显微镜的物镜焦距短，目镜焦距长，所以放在载物台上的物体在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间...

普通光学显微镜和荧光显微镜的原理有何异同点
答：普通光学显微镜的原理是利用光学的折射和反射来放大物体图像。当光线通过显微镜的物镜时，会发生折射和聚焦，然后通过目镜再次折射，最终形成放大的图像。这种显微镜的放大倍数取决于物镜和目镜的焦距和放大倍数。荧光显微镜的原理则不同，它利用特定波长的紫外线或蓝紫光激发荧光物质，使其发出可见的荧光。荧光...

显微镜的工作原理
答：目镜相当于普通的放大镜，该实像又通过目镜成正立、放大的虚像。经显微镜到人眼的物体都成倒立放大的虚像。反光镜用来反射，照亮被观察的物体。反光镜一般有两个反射面：一个是平面镜，在光线较强时使用；一个是凹面镜，在光线较弱时使用，可汇聚光线。电子显微镜原理：电子显微镜的分辨能力以它所能分辨...