Introduzione alle conoscenze relative alla microscopia polarizzante
Il microscopio di polarizzazione è un microscopio che inserisce un polarizzatore e un polarizzatore nel sistema ottico di un microscopio ottico per esaminare l'anisotropia e la birifrangenza del campione. Lo specchio polarizzatore e lo specchio polarizzatore sono entrambi costituiti da un prisma polarizzante o da un prisma Nicol di una piastra polarizzante. Il primo viene installato tra la sorgente luminosa e il campione, mentre il secondo viene installato tra la lente dell'obiettivo e la lente a contatto o sopra la lente a contatto. Nei campioni biologici, le fibre muscolari, le ossa e i denti mostrano anisotropia, mentre i granuli di amido, i cromosomi e i fusi mostrano birifrangenza, rendendoli utilizzati nella ricerca chimica delle cellule dei tessuti. La sorgente luminosa può utilizzare luce a lunghezza d'onda singola. A causa della birifrangenza significativamente più debole dei campioni biologici rispetto ai materiali metallografici, rocciosi o cristallini, i loro colori di interferenza vengono talvolta utilizzati attraverso fenomeni di addizione e sottrazione causati da piastre di polarizzazione sensibili.
1, luce naturale e luce polarizzata
La luce è un'onda elettromagnetica che appartiene all'onda trasversale (la direzione della vibrazione è perpendicolare alla direzione di propagazione). Tutte le fonti di luce reali, come la luce solare, il lume di candela, le lampade fluorescenti e le lampade a filamento di tungsteno, emettono una luce chiamata luce naturale. Queste luci sono la somma della luminescenza di un gran numero di atomi e molecole. Sebbene la direzione della vibrazione dell'onda elettromagnetica emessa da un determinato atomo o molecola sia coerente in un determinato momento, anche la direzione della vibrazione emessa da ciascun atomo e molecola è diversa e la frequenza di questo cambiamento è estremamente rapida. Pertanto, la luce naturale è la somma della luce emessa da ciascun atomo o molecola e si può considerare che la probabilità della sua vibrazione dell'onda elettromagnetica in tutte le direzioni sia uguale.
La luce naturale passa attraverso alcune sostanze nella finestra e, dopo la riflessione, la rifrazione e l'assorbimento, le onde di vibrazione delle onde elettromagnetiche sono limitate in una direzione, mentre le onde di vibrazione delle altre direzioni vengono notevolmente indebolite o eliminate. Questo tipo di luce che vibra in una certa direzione è chiamata luce polarizzata. Il piano formato dalla direzione di vibrazione della luce polarizzata e dalla direzione di propagazione delle onde luminose è chiamato superficie di vibrazione.
Luce polarizzata lineare, luce polarizzata circolarmente e luce polarizzata ellitticamente
1. Luce polarizzata lineare
La luce polarizzata lineare, poiché la direzione di vibrazione della luce è sullo stesso piano, è anche chiamata luce polarizzata piana. Se visto nella direzione di propagazione della luce, la direzione di vibrazione di questo tipo di luce è una linea retta, quindi è anche chiamata luce polarizzata lineare o luce polarizzata linearmente.
2. Luce polarizzata circolarmente e luce polarizzata ellitticamente
(1) Il fenomeno della birifrangenza della luce e l'asse ottico dei cristalli
Quando un raggio di luce entra in un cristallo anisotropo, si divide in due raggi che si propagano in direzioni diverse. Questo fenomeno è chiamato birifrangenza. Entrambi i raggi di luce che subiscono birifrangenza sono luce polarizzata. Uno di questi due fasci di luce segue sempre la legge di rifrazione della luce, e la velocità di propagazione non cambia al variare della direzione di incidenza. Questo raggio di luce è chiamato raggio ordinario, rappresentato da o; L'altro raggio di luce non segue la legge della rifrazione. Quando cambia la direzione della luce incidente, cambia anche la sua velocità di propagazione e l'indice di rifrazione della luce è diverso. Questo fascio di luce si chiama luce straordinaria ed è rappresentato da e.
Nei cristalli anisotropi ci sono alcune direzioni speciali in cui non si verifica la birifrangenza. I raggi luminosi ordinari e straordinari si propagano nella stessa direzione e velocità, e queste direzioni sono chiamate asse ottico del cristallo. Un cristallo con un asse ottico è chiamato cristallo monoassiale, mentre un cristallo con due assi ottici è chiamato cristallo biassiale. Per i cristalli biassiali, entrambi i fasci di luce dopo la birifrangenza sono molto leggeri.
(2) Chip d'onda
Le piastre ondulate, abbreviate come piastre ondulate, possono essere utilizzate per modificare o testare la polarizzazione della luce. Quando la luce naturale incide lungo l’asse monoassiale del cristallo, non si verifica alcuna birifrangenza. Se la o-luce e la e-luce generate quando incidenti perpendicolarmente all'asse ottico del cristallo si propagano ancora lungo la direzione incidente originale, ma con velocità di propagazione e indici di rifrazione diversi, e la differenza nelle velocità di propagazione è massima. Se una pellicola sottile viene tagliata nella direzione parallela all'asse ottico di un cristallo e la superficie del chip è piana rispetto all'asse ottico, il chip risultante viene chiamato chip ondulato. Quando la luce polarizzata incide perpendicolarmente all'asse ottico della lastra ondulata, forma o luce ed e luce con la stessa direzione di propagazione ma diverse velocità di propagazione all'interno della lastra ondulata.
