光學顯微鏡觀察方式大盤點：偏光

光學顯微鏡觀察方式大盤點：偏光

偏光觀察方式（Polarization，簡稱Pol）

自然光經(jīng)過反射、折射、雙折射及吸收等作用，可得到只在一個方向上振動的光波，這種光波稱為“偏光”或“偏振光”。偏光觀察方式就是利用光的偏振特性對具有雙折射性物質(zhì)進行研究鑒定，被廣泛地應用在礦物、化學、生物學（如鑒定骨骼、牙齒、膽固醇、神經(jīng)纖維、腫瘤細胞、橫紋肌和毛發(fā)等）和植物學等領(lǐng)域。

偏光觀察下的尼群地平

（1）成像原理

光的偏振

晶體在光學性質(zhì)上具有雙折射性，也稱各向異性，即光線在通過晶體時，分解成兩種振動方向互相垂直且傳播速度不等的偏光，如上圖光經(jīng)過晶體（雙折射體）后，被分解成A光和B光兩個偏振光，他們方向相互垂直，但相位不同，其差異與雙折射體厚度相關(guān)。

方解石雙折射現(xiàn)象演示

礦物、植物中的纖維、骨骼、牙齒、毛發(fā)、淀粉粒等諸多物質(zhì)屬于或含有晶體成體。以方解石演示，透過方解石看紙面上的“光”字，會出現(xiàn)o光和e光兩個像，并且隨著方晶石的旋轉(zhuǎn)，o光的像不動，e光的像會繞著o光的像旋轉(zhuǎn)。

（2）關(guān)鍵部件

偏光顯微鏡有簡易偏光和專業(yè)偏光的區(qū)別，簡易偏光關(guān)鍵部件是起偏器和檢偏器；專業(yè)偏光顯微鏡則還需要帶刻度的旋轉(zhuǎn)式載物臺、補償器、勃氏鏡、無應力物鏡。 

MJ43-N上的起/檢偏器，檢偏器帶刻度

①起偏器與檢偏器：產(chǎn)生特定偏振方向的偏振光，偏振方向可調(diào)且?guī)Э潭�。可以實現(xiàn)單偏光觀察、正交偏光觀察，用于判斷淀粉等雙折射晶體等應用。

MP41的旋轉(zhuǎn)式載物臺

②帶刻度的旋轉(zhuǎn)式載物臺：調(diào)整樣品中心位置并旋轉(zhuǎn)，記錄偏振圖像變化時的轉(zhuǎn)動角度�？梢詫崿F(xiàn)正交偏光下的消光觀察，礦片在正交偏光鏡下呈現(xiàn)黑暗的現(xiàn)象稱為消光，按旋轉(zhuǎn)360°是否出現(xiàn)四次消光，可判斷區(qū)分均質(zhì)體礦片和非均質(zhì)體礦片。

MP41的石英補償器

③補償器：主要有石膏、云母、石英等補償器，用于改變光程等光學屬性。生物體的雙折射性通常比較弱，可以利用石膏補償片或云母補償片來增強進行鏡檢。

MP41的勃氏鏡

④勃氏鏡（Bertrand Lens）：勃特蘭透鏡在錐光觀察時使用，用于形成干涉圖，干涉圖的形態(tài)因晶體的光性和切片方向而不同，可借以鑒別晶體的軸性、切片類型、光性符號等屬性。必須搭配無應力物鏡使用。

MP41的無應力物鏡

⑤無應力物鏡：一般物鏡具有應力屬性，會在錐光觀察中產(chǎn)生干擾導致結(jié)果不準，因此錐光觀察必須搭配無應力物鏡。無應力物鏡一般是專業(yè)偏光顯微鏡用，會有POL英文標記，有些廠商還會使用紅色字體來跟一般物鏡作區(qū)分。

（3）成像特點

單偏光觀察的巖石，MS60拍攝

①單偏光：單偏光下，晶體會因為偏光效應而出現(xiàn)干涉色，起偏檢偏的角度變化，干涉色也會發(fā)生變化。主要觀察礦物的形態(tài)、解理、顏色、突起、邊緣、糙面、貝克線、色散效應等現(xiàn)象。

正交偏光下的導管，MP41拍攝

②正交偏光：起偏檢偏成90°時，樣品從單偏光進入正交偏光狀態(tài)，正交偏光圖像特點，只有晶體會有光，其他非晶體會暗下去，類似熒光。主要觀察礦物的消光，干涉色，延性，雙晶等現(xiàn)象。

正交偏光下的食鹽

需要補充的是，正交偏光下不一定出現(xiàn)五顏六色的干涉色，初級干涉色是暗灰到黑白的，典型代表食鹽。使用補償器可以改變干涉色。

錐光觀察的干涉圖

③錐光：正交偏光下，將勃氏鏡推入光路形成錐光觀察的干涉圖。干涉圖是向中央?yún)R聚的錐形光，不體現(xiàn)樣品的形態(tài)，圖案外觀各異，但一定是對稱的。

（4）主要應用

帶偏光的體視顯微鏡MZ101拍攝蛋白晶體

①生物學：觀察細胞、組織、纖維等生物樣品的微觀結(jié)構(gòu)，研究生物組織的生長、發(fā)育和病變過程�；蛟谝恍�實驗中監(jiān)察實驗情況，節(jié)省耗材的消耗。

MP41觀察巖石切片

②地質(zhì)學：用于觀察礦物、巖石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，有助于識別礦物種類和分析巖石成因。

 

偏光顯微鏡MP41搭配高溫熱臺，觀察液晶材料

③材料學：觀察材料的偏光特性判斷材料性質(zhì)，對材料的研究和開發(fā)具有重要意義。

 

偏光顯微鏡MP41搭配高溫熱臺，觀察尼群地平

④藥物研究：觀察藥物晶型形成條件和不同晶型下的藥物效果，藥物晶型對溶出、生物利用度、安全性都有重要影響。

簡易偏光顯微鏡ML31-P觀察中藥粉末

⑤中藥鑒定：偏光觀察可以快速判別淀粉顆粒、導管結(jié)構(gòu)等特征，幫助提升中藥粉末鑒定的速度和準確性。

（5）相關(guān)產(chǎn)品

①專業(yè)偏光顯微鏡MP41

• 可實現(xiàn)單偏光、正交偏光、錐光觀察和消光觀察

• 帶補償器、勃氏鏡、無應力物鏡等專業(yè)配件

• 可搭配高溫熱臺，實現(xiàn)可控加熱和恒溫加熱

• 廣泛應用于地質(zhì)、化工、醫(yī)療、藥品等領(lǐng)域的研究與檢驗

②簡易偏光顯微鏡ML31-P

• 簡易偏光附件，可實現(xiàn)單偏光和正交偏光

• 輕松切換，不影響生物顯微鏡功能使用

• 適用于定性的偏光檢測，如中藥鑒定、藻類等的檢測

③金相顯微鏡MJ31/MJ33/MJ43等

• 金相臂帶起偏器檢偏器，支持落射偏光觀察

• 輕松切換，不影響金相顯微鏡功能使用

• 適用于材料表面的偏光性質(zhì)檢測

④體視顯微鏡搭配偏光附件

• 簡易偏光，輕松判別和操作挑選晶體

• 連續(xù)變倍，長工作距離，大工作空間

• 適合蛋白結(jié)構(gòu)晶體學研究等應用

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