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偏光顯微鏡在裝置上的要求
(1)光源:采用單色光,因?yàn)楣獾乃俣?,折射率和干涉現(xiàn)象由于波長的不同而有差異。一般鏡檢可使用普通光。
(2)目鏡:要帶有十字線的目鏡。
(3)聚光鏡:為了取得平行偏光,應(yīng)使用能推出上透鏡的搖出式聚光鏡。
(4)起偏鏡:要求偏振方向?yàn)闁|西方向,可以任意旋轉(zhuǎn)90°以上。
(5)檢偏鏡:要求偏振方向?yàn)槟媳狈较?,可以任意角度旋轉(zhuǎn),需附刻度游標(biāo),以方便檢測與定量分析。
(6)伯特蘭透鏡(勃氏鏡):是把物體所有造成的初級相放大為次級相的輔助透鏡。它可保證用目鏡來觀察在物鏡后焦平面中形成的平涉圖與偏光圖(黑十字),而且還可用于調(diào)節(jié)顯微鏡的孔徑光闌時使用,尤其是在高倍物鏡時,由于物視場小,使用勃氏鏡可以用目鏡觀察而充滿整個視場。
(7)波長片(或稱為波片、試板、補(bǔ)色器、補(bǔ)償器等):將已知的非均質(zhì)晶體磨制成一定厚度的定向薄片,標(biāo)定其光程差與快、慢光方向,根據(jù)補(bǔ)色原理測定物質(zhì)光學(xué)性質(zhì)與鑒定物質(zhì)類型,波長片可分為以下幾種:
①固定光程差補(bǔ)色器
a.1/4λ波片(云母試板):光程差為鈉光(589nm)或綠光(546nm)的1/4波長,在正交偏光下處于45°位置時呈現(xiàn)一級灰的干涉色。
b.λ波片(石膏試板):光程差為鈉光(589nm)或綠光(546nm)的1個波長,在正交偏光下處于45°位置時呈現(xiàn)一級紅的干涉色。
上述波長片的快、慢光方向可以在插板上標(biāo)識,一般快光方向平行插板方向,慢光方向垂直插板方向。
②可變光程差補(bǔ)色器
a.石英楔子(Quarzkeil/Quartz):是將無色透明的石英晶體平行于光軸切制成楔形薄片而形成,厚度一般為0~0.2mm,慢光方向常用γ或N表示,插入過程中會呈現(xiàn)出一至四級的干涉色,由暗灰色至黃色變化。
b.貝瑞克補(bǔ)色器(Break Compensator):是一種繞軸旋轉(zhuǎn)變化而進(jìn)行光程差測定的補(bǔ)色器,于1913年成功試制后,現(xiàn)已獲得了廣泛的應(yīng)用。
偏光顯微鏡物鏡的鑒別率
物鏡的鑒別率是指物鏡具有將兩個物點(diǎn)清晰分辨的能力,以兩個物點(diǎn)能清晰分辨的距離d的倒數(shù)表示。d愈小,表示物鏡的鑒別率愈高。
要明白鑒別率可以有一定的限度,這就要用光通過透鏡后產(chǎn)生衍射現(xiàn)象來解釋。物體通過光學(xué)儀器成象時,每一物點(diǎn)對應(yīng)有一象點(diǎn),但由于光的衍射,物點(diǎn)的象不再是一個幾何點(diǎn),而是有一定大小的衍射亮斑??拷膬蓚€物點(diǎn)所成的象一兩個亮斑如果互相重疊,則導(dǎo)致這兩個物點(diǎn)分辨不清,從而限制了光學(xué)系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)一分辨率。顯然,象面上衍射圖象中央亮斑半徑愈大,系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)愈小。
瑞利(Rayleigh)提出一個推測(又稱瑞利準(zhǔn)則):認(rèn)為當(dāng)A1′衍射花樣的值正好落在A2′衍射花樣的極大值時,A1、A2是可以分辨的,將此時定出的兩物點(diǎn)距離A1、A2作為光學(xué)統(tǒng)的分辨極限。θ0稱為極限分辨角。不言而喻,當(dāng)θ>θ0時是完全可分辨的,θ<θ0時是不可分辨的。
由圓孔衍射理論得到:θ0=1.22λ / D
式中λ──入射光波長;
D──入射光的允許孔徑(透鏡直徑)。
因?yàn)棣?很小,所以由圖2-4得:
d′≈θ0=1.22λS / D
物鏡在設(shè)計(jì)時,總是使它滿足阿貝正弦條件的,即
ndsinu=n′d′sinu′
式中n和n′為物、象所在空間的折射率,成象總是在空氣介質(zhì)中,故n′=1;u各u′分別為光線在物、象空間共軛點(diǎn)上的孔徑角;d和d′分別為物點(diǎn)、象點(diǎn)中心斑的間距。
考慮到顯微鏡中入射光并非都是平行光,有傾斜光線,對上式系數(shù)作適當(dāng)?shù)男拚?,所以式中nsinu就是物鏡的數(shù)值孔徑,因此,上式或者寫:d=0.5λ/N.A
因此表明:物鏡的數(shù)值孔徑愈大,入射光的波長愈短,則物鏡的分辨能力愈高。在可見光中,觀察時常用黃綠光(λ ≈4400A),則可使分辨能力提高25%左右
偏光顯微鏡小知識_光學(xué)
偏光顯微鏡小知識
偏光顯微鏡在光學(xué)顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)中插入了起偏振鏡和檢偏振器,用以檢查樣品的各向異性和雙折射性的顯微鏡。起偏振鏡和檢偏振鏡都是由偏光棱鏡或偏光板的尼科耳(nicol)棱鏡制成。前者安裝在光源與樣品之間,后者安裝在接物鏡與接目鏡之間或接目鏡之上。在生物樣品中,肌肉纖維、骨骼和牙齒等具有各向異性,淀粉粒、染色體和紡錘體等具有雙折射性,因此被用于組織細(xì)胞的化學(xué)研究。光源單波長光線。由于生物樣品比金相、巖石或結(jié)晶的雙折射性顯著微弱,所以有時也借敏感的檢偏振板造成的相加相減現(xiàn)象而利用其干涉色。
偏光顯微鏡Z重要的部件是偏光裝置
偏光的產(chǎn)生及其作用
偏光顯微鏡Z重要的部件是偏光裝置——起偏器和檢偏器。當(dāng)普通光通過它后,就能獲得只在一直線上振動的直線偏振光。
偏光顯微鏡有兩個偏振鏡,一個裝置在光源與被檢物體之間的叫“起偏鏡”;另一個裝置在物鏡與目鏡之間的叫“檢偏鏡”。 從光源射出的光線通過兩個偏振鏡時,如果起偏鏡與檢偏鏡的振動方向互相平行,即處于“平行檢偏立”的情況下,則視場Z為明亮。反之,若兩者互相垂直,即處于“正交校偏位”的情況下,則視場完全黑暗,如果兩者傾斜,則視場表明出中等程度的亮度。由此可知,起偏鏡所形成的直線偏振光,如其振動方向與檢偏鏡的振動方向平行,則能完全通過;如果偏斜,則只以通過一部分;如若垂直,則完全不能通過。因此,在采用偏光顯微鏡檢時,原則上要使起偏鏡與檢偏鏡處于正交檢偏位的狀態(tài)下進(jìn)行。