透射反射偏光显微镜

透射反射偏光显微镜

一、实验目的

1.熟悉透射反射偏光显微镜的使用方法和工作原理。

2.通过亲自使用透射反射偏光显微镜对样品拍照，进一步加深对透射反射偏光显微镜了解。

3.学会分析对由透射反射显微镜产生的图像进行分析。

二、实验原理

偏光显微是鉴定物质细微结构光学性质的一种显微镜。凡具有双折射性的物质，在偏光显微镜下就能分辨的清楚，当然这些物质也可用染色法来进行观察，但有些则不可能，而必须利用偏光显微镜。

偏光显微镜的特点，就是将普通光改变为偏振光进行镜检的方法，以鉴别某一物质是单折射性（各向同性）或双折射性（各向异性）。

双折射性是晶体的基本特征。因此，偏光显微镜被广泛地应用在矿物、化学等领域。在生物学中，很多结构也具有双折射性，这就需要利用偏光显微镜加以区分。在植物学方面，如鉴别纤维、染色体、纺锤丝、淀粉粒、细胞壁以及细胞质与组织中是否含有晶体等。在植物病理上，病菌的入侵，常引起组织内化学性质的改变，可以偏光显微术进行鉴别。在人体及动物学方面，常利用偏光显微术来鉴别骨骷、牙齿、胆固醇、神经纤维、肿瘤细胞、横纹肌和毛发等。

热台显微镜的工作原理是将普通光改变为偏振光进行镜检，以鉴别某一物质是单折射（各向同行）或双折射性（各向异性）。其中，双折射性是晶体的基本特性。偏光显微镜是根据有关物质所具有的偏光性，可以进行定性观察和定量测定，因此偏光显微镜可用作物质鉴定。其广泛地应用于矿物、晶体等各种具有双折射性偏光物质的观察、研究和鉴别。热台显微镜是研究物质的结构最常用的物理方法之一，适用于岩石薄片、玻璃、陶瓷、塑料、高分子材料等多种样品的偏光特性高级观察分析。

偏光原理是偏光显微镜的核心部分：

光可以看作是由一些微小的波构成的，这些波可以在任何一个平面上振动。在一个特定的光束中，波的振动方向分上下振动，左右振动和对角方向振动，振动方向可能均匀地分布在所有各个方向上，没有一个振动平面占优势或者在光波中比其他平面占有更大的份额。

晶体是由排成规整的行列和平面的原子或原子团构成的。当光波的振动平面恰巧能塞进两个原子平面之间时，它就很容易通过这块晶体；要是它的振动平面与原子的平面成一个角度，它就会撞在原子上，光波就要消耗很多能量方能继续振动下去，这样的光会局部或全部被吸收掉。

有些晶体能够强迫光波把所有能量分成两束分离的光线，这时。动平面就不再均匀分布了。在其中的一个光束中，所有的波都在一个特定的平面上振动；而在另一个光束中，所有的波都在与第一束光的平面成直角的平面上振动，不可能出现任何对角方向的振动。

当光波被迫在某一特定的平面上振动时，称“面偏振光”或“偏振光”。朝着所有各个方向振动的普通光是“非偏振光”，西方国家把偏振光称为“极化光”。

偏振眼镜片（它是在塑料中嵌入许多细小的这类晶体）就是以上述方式吸收

掉许多光，由于这种镜片着色，吸收掉的光就更多了，这种镜片就是这样消除眩目的强光的。

当偏振光通过含有某种不对称分子的溶液时，它的振动平面会被扭转一个角度。化学家根据这种扭转的方向和角度的大小，就能够对这种分子的真实结构作出许多推断，特别是对于有机化合物的分子更是如此。正因为这样，偏振光对于化学理论来说，一直是极其重要的。

三、仪器设备

设备名称：透射反射偏光显微镜及计算机

控制检验台

规格、型号：DM2500P 透射反射偏光显微

镜；

THMS600/CI94 计算机控制检验台

生产厂家：投射反射偏光显微镜为德国徕

卡公司产品；

计算机控制检验台为英国Linkam 公司产

品。

该显微镜由镜座、镜柱、镜臂、镜筒、物

镜转换器（旋转器）、镜台（载物台）、细

准焦螺旋、粗准焦螺旋、目镜、物镜等组

成。

该仪器可以进行数字化的操作，不需要观

察目镜，产生的图形能直接通过仪器转换到

计算机上并形成图形。

主要技术指标：

1）透射反射偏光显微镜

（1）2 档调焦，180 检偏镜；

（2）适用于反射偏光和反射DIC（Pol&ICR）的Smith 镜；

（3）LH 107/2 12V 100W 灯箱，单投射；

（4）UCA/P 带6 位转盘，用于厚片或热台；

（5）安装于物镜转换盘上方的全波长镜；

（6）安装于物镜转换盘上方的1/4 波长镜；

（7）360 度偏光镜，带热保护膜；

（8）R/P 起偏镜，到0、45、90 度定位；

（9）N PLAN（5×、10×），HI PLAN（40×）物镜系列，10×/22M+目镜；（10）标准滤镜组合（日光、绿色、中灰）

2）计算机控制检验台

（1）温度范围：室温到600℃；

（2）温度设定：100 段温度程序；

（3）温度精度/稳定性：0.1℃/小于0.01℃；

（4）光孔直径：2.4mm；

（5）样品X、Y 轴向移动：16mm；

（6）加热/冷却速率：0.1-130℃/min;

（7）超薄热台窗口：0.17 mm；

（8）最小物镜/聚光镜工作距离：4.5/12.5 mm；

（9）气密样品腔室，可充入保护性气体。

四、实验步骤

1、打开电源；

2、在载物台上放置样品；

3、将倍率调到低倍率；

4、将载物台其上升，调节粗螺纹在低倍镜下寻找目标点；

5、找到目标后，可以细调将图像调节清晰；在调节的过程中，可以根据需要，自己调节光源的强度，得到处于最清晰的状态的图像。

6、保存图像；

7、图像分析。

五、图像分析

下面将对通过装机测试后的汽车摩擦片及普通纸片的表面形貌进行观察分析。

上图为该高分子样品放大200倍的图像，可以看出该样品并未出现团聚、结块等现象，证明其相容性比较好，结构较为致密；但是表面并不平滑，出现一些坑坑洼洼的地方。