第四章__偏光显微镜
(完整word版)偏光显微镜
单折射性：若光线通过某一物质时，无论其从哪个方向照射物体，其传播速率和折射率在各个方向都相等，光的性质和进路不因照射方向而改变，这种物质在光学上具有“各向同性”，又称单折射体，如普通气体、液体以及非结晶性固体。
双折射性：若光线通过某一物质时，光的速率、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，如晶体、纤维等。
当光线入射到晶体中时，会发生双折射和偏光化，分解成两种振动方向互相垂直且传播速率不等的偏光：常光（o光）服从折射定律，沿各方向的传播速率、折射率相同；异常光（e光），不服从折射定律，沿各方向的传播速率、折射率不同。
双折射性是晶体的基本特性。
晶体内存在着一个特殊方向，光沿这个方向传播时不产生双折射，即常光和异常光重合，在该方向常光和异常光的折射率相等，光的传播速率相等。
这个特殊的方向称为晶体的光轴。
“光轴”不是指一条直线，而是强调其“方向”。
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。
自然光的振动特点是在垂直光波传导轴上具有许多振动面，各平面上振动的振幅分布相同；自然光经过反射、折射、双折射及吸收等作用，可得到只在一个方向上振动的光波，这种光波则称为“偏光”或“偏振光”。
偏光显微镜（Polarizing microscope）：是利用光在一定条件下的反射，折射，双折射或散射产生偏振光的原理，研究透明与不透明各向异性材料的一种显微镜。
偏光显微镜的特点，是通过偏光装置——起偏器和检偏器（最重要的部件）将普通光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）。
（偏光观察需要透过起偏镜的线偏振光能够保持良好的振动面并一直到达检偏镜，因此为了避免中间的聚光镜和物镜对偏光造成不好的影响，必须使用没有应力的偏光专用物镜。
）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。
过去两者均为尼科尔(Nicola)棱镜组成，它是由天然的方解石制作而成，但由于受到晶体体积较大的限制，难以取得较大面积的偏振，偏光显微镜则采用人造偏振镜来代替尼科尔梭镜。
偏光显微镜基本工作原理 偏光显微镜工作原理
偏光显微镜基本工作原理偏光显微镜工作原理偏光显微镜基本工作原理：一、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更改，这种物质在光学上就具有“各向同性”，又称单折射体，如一般气体、液体以及非结晶性固体；若光线通过另一物质时，光的速度、折射率、吸取性和偏振、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，如晶体、纤维等。
二、光的偏振现象：光波依据振动的特点，可分为自然光与偏振光。
自然光的振动特点是在垂直光波传导轴上具有很多振动面，各平面上振动的振幅分布相同；自然光经过反射、折射、双折射及吸取等作用，可得到只在一个方向上振动的光波，这种光波则称为“偏光”或“偏振光”。
三、偏光的产生及其作用：偏光显微镜紧要的部件是偏光装置——起偏器和检偏器。
过去两者均为尼科尔（Nicola）棱镜构成，它是由天然的方解石制作而成，但由于受到晶体体积较大的限制，难以取得较大面积的偏振，偏光显微镜则接受人造偏振镜来代替尼科尔梭镜。
人造偏振镜是以硫酸喹啉又名Herapathite的晶体制作而成，呈绿橄榄色。
当一般光通过它后，就能获得只在一直线上振动的直线偏振光。
偏光显微镜有两个偏振镜，一个装置在光源与被检物体之间的叫“起偏镜”；另一个装置在物镜与目镜之间的叫“检偏镜”，有手柄伸手镜筒或中心附件外方以便操作，其上有旋转角的刻度。
从光源射出的光线通过两个偏振镜时，假如起偏镜与检偏镜的振动方向相互平行，即处于“平行检偏位”的情况下，则视场较为光亮。
反之，若两者相互垂直，即处于“正交校偏位”的情况下，则视场完全黑暗，假如两者倾斜，则视场表明出中等程度的亮度。
由此可知，起偏镜所形成的直线偏振光，如其振动方向与检偏镜的振动方向平行，则能完全通过；假如偏斜，则只以通过一部分；如若垂直，则完全不能通过。
因此，在接受偏光显微镜检时，原则上要使起偏镜与检偏镜处于正交检偏位的状态下进行。
四、正交检偏位下的双折射体：在正交的情况下，视场是黑暗的，假如被检物体在光学上表现为各向同性单折射体、，无论怎样旋转载物台，视场仍为黑暗，这是由于起偏镜所形成的线偏振光的振动方向不发生变化，仍旧与检偏镜的振动方向相互垂直的原因。
【显微光学】显微镜光学原理及技术参数详解
显微镜光学原理及技术参数详解目录1 第一章：显微镜简史 (2)2 第二章显微镜的基本光学原理 (2)2.1 折射和折射率 (2)2.2 透镜的性能 (2)2.3 影响成像的关键因素—像差 (2)2.3.1 色差（Chromatic aberration） (3)2.3.2 球差(Spherical aberration) (3)2.3.3 慧差(Coma) (3)2.3.4 像散（Astigmatism） (3)2.3.5 场曲（Curvature of field） (4)2.3.6 畸变（Distortion） (4)2.4 显微镜的成像（几何成像）原理 (4)2.5 显微镜光学系统简介 (5)3 第三章显微镜的重要光学技术参数 (5)3.1 数值孔径 (6)3.2 分辨率 (6)3.3 放大率 (7)3.4 焦深 (7)3.5 视场直径（Field of view） (7)3.6 覆盖差 (8)3.7 工作距离 (8)4 第四章显微镜的光学附件 (8)4.1 物镜 (9)4.2 目镜 (11)4.3 聚光镜 (11)4.4 显微镜的照明装置 (12)4.5 显微镜的光轴调节 (13)5 第五章各种显微镜检术介绍 (14)5.1 金相显微镜 (14)5.2 偏光显微镜（Polarizing microscope ） (17)5.3 体视显微镜（Stereo microscope） (19)1第一章：显微镜简史随着科学技术的进步，人们越来越需要观察微观世界，显微镜正是这样的设备，它突破了人类的视觉极限，使之延伸到肉眼无法看清的细微结构。
显微镜是从十五世纪开始发展起来。
从简单的放大镜的基础上设计出来的单透镜显微镜，到1847年德国蔡司研制的结构复杂的复式显微镜，以及相差，荧光，偏光，显微观察方式的出现，使之更广范地应用于金属材料，生物学，化工等领域。
2第二章显微镜的基本光学原理2.1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，则发生折射现像，这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。
《偏光显微镜》PPT课件
锁光圈(diaphragm) 位于下偏光镜上 部，可自由开合，以控制光线的强弱 。缩小光圈光度减弱，使视域中某些 浅色矿物轮廓更清楚。
四、校正中心
显微镜上载物台的旋转轴，物 镜的中轴及目镜的中轴应处 于一直线上，如果是这样， 当转动载物台时，视域中心 的物像原地不动，中心以外 的物像那么绕中心作圆周运 动。如果上述三轴不在一直 线上，那么称为中心不正。 此时当旋转物台，视域中心 的物像那么会偏离视域中心 ，甚至跑出视域之外，阻碍 观察。这时必须进展中心校 正，使物台旋转轴与物镜中 轴吻合。
镜臂〔arm〕 呈弯背形，下端与镜座 相联，上端与镜筒联结，为了使用方 便可以向后倾斜。
载物台〔stage〕 为可水平转动的圆形 平台，用以安放薄片。圆周边缘刻度 为360°，并附有游标尺，可直接读 出转动角度。物台中央有圆孔，是光 线通过的通道。圆孔旁有两个弹簧夹 ，以夹薄片用。物台外缘有固定螺丝 ，以固定物台用。
三、调节焦距(准焦)
• 欲使物像清晰，必须调节焦 距。其步骤如下：将矿物薄 片置于载物台中心，用薄片 夹夹紧。必须使薄片的盖玻 璃朝上，否那么会损坏薄片 ；然后从侧面观察镜头，转 动镜筒粗动螺旋，将镜头下 降到最低位置，假设用高倍 物镜那么需下降到几乎与薄 片接触为止。再从目镜中观 察，扭粗动螺旋，使镜筒缓 缓上升，甚至视域内物像根 本清晰后，再扭微动螺旋， 使物像完全清晰为止。
a o
，需要校正。
中心校正的具体步骤〔3〕
3、旋转物台 180°，使a点 由十字丝交点 移至a′处。
偏光显微镜课件
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三种显微技术的比较：
1、偏光显微镜（PC） 2、透射电镜 （TEM） 3、扫描电镜 （SEM）
比较：成像原理、分辨率、放大倍数、 衬度原理、样品形态及要求
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一、成像原理
1、偏光显微镜（PC）
自然光 偏振光
物镜
目镜
光源 起偏器 聚光系统 试 样
检偏器
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一、成像原理
分辨率 r > 0.612λ/(n sinа)
当 U= 100 KV，λ=0.0037nm 理 论：r = 0.005 nm 实 际：r=0.1-0.2 nm
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三、放大倍率
有效放大倍数 = 肉眼分辨率/显微分辨率
1、偏光显微镜（PC） 0.2mm/0.2um = 1000 倍
2、透射电镜（TEM） 0.2mm/0.2nm = 100,0000 倍
1、偏光显微镜（PC）
自然光 偏振光
物镜
目镜
光源 起偏器 聚光系统 试 样
检偏器
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一、成像原理 1、偏光显微镜（PC）
自然光 偏振光
物镜
目镜
光源 起偏器 聚光系统 试 样
检偏器
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结论
偏光显微镜：自然光源经偏振器过滤，成偏振光，依 据光在玻璃透镜中折射聚焦原理进行放大成像。
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二、分辨率 1、偏光显微镜
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L 9400型偏光显微镜 目镜： 10 物镜： 10，4，40
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2-4、应用举例
1、偏光显微镜（μm级） 分析观察球晶的整体外形、尺寸大小、分布等。
2、透射电镜（nm级） 分析观察样品的nm级内部结构形态
3、扫描电镜（nm级） 分析观察样品的表面形貌。
偏光显微镜原理方法
偏光显微镜原理方法偏光显微镜（Polarizing Microscope）是一种用于观察具有双折射性质的物质的显微镜。
它利用偏振光原理和双折射现象，在透射和反射条件下观察样品的结构和性质。
以下是偏光显微镜的原理和方法的详细介绍。
1.偏振光原理：正常光是沿所有方向传播的不偏振光，而偏振光是只沿一个方向振动的光。
偏振光通过偏振片（或称偏光镜）过滤器的作用，只允许同一方向的振动通过，在偏光显微镜中常用偏光片作为偏振片。
2.双折射现象：一些晶体材料具有双折射性质，即当光线通过晶体时，光线会分为普通光和振动方向与普通光不同的振动光两部分。
这是由于晶体内部结构对光的偏振方向的影响。
在偏光显微镜中，用偏振片控制光的振动方向，再通过各种光接收器件分离光的不同振动方向，可以观察到样品结构的细节和特性。
1.透射观察：透射观察是指将光源通过偏光片和透射物镜照射到样品上，并使用偏振片作为检测光的光源。
在透射光经过样品后，通过分光板和偏振片控制光的偏振角度，再由目镜观察样品。
透射观察可以用于分析晶体的各种光学性质，如晶体的双折射性质和晶体内部的晶格结构等。
2.反射观察：反射观察是指用反射光来观察样品。
可以选择直接照射样品或使用偏振镜来控制光的偏振角度。
反射观察可以用于分析非透明样品的表面形貌和结构特征，如金属和金属合金的晶体结构、树脂和纤维材料的内部结构等。
3.旋光度测定：通过偏光显微镜观察样品旋光度的方法称为旋光度测定。
通过旋光板将样品的旋光角度转换为光的偏振角度，然后通过偏振片和目镜观察样品的旋光程度。
这种方法常用于对具有旋光性质的物质进行定性和定量分析，如蔗糖、酒精和氨基酸等。
在进行偏光显微镜观察时，还需要进行样品的处理和样品盖玻璃的选择：1.样品处理：样品为非透明或有封闭的样品时，需要将样品加工成薄片或薄片，并使用微小切割工具和研磨机进行处理，以便光线可以透过样品并在显微镜中观察到。
2.样品盖玻璃：样品盖玻璃通常是指用于封装样品并保护样品的透明玻璃片。
偏光显微镜解析PPT课件
当研究透明矿物时，将被研究物制 成薄片在透射光下进行研究；当研究不透明 矿物时，将被研究物制成光片在反射光下进 行研究，前者称为透射偏光显微镜，简称偏 光显微镜；后者称为反射偏光显微镜，简称 反光显微镜。二者的外形，内部构造均有所 区别，但放大原理完全相同。 显微镜的类型很多，但构造基本相似。
齐齐哈尔大学无机非金属材料系
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上偏光镜
构造同下偏光镜，但 振动方向常与下偏光 镜振动方向垂直，并 以 AA 表 示 上 偏 光 镜 的 振动方向，可摆出光 路进行单偏光观察， 并配有λ片、 1/4 λ片 及石英楔子 (I-IV 级 ) 。
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勃氏镜
位于目镜与上偏光镜之间，是一个小的凸 透镜。可以推进或拉出。勃氏镜可以清晰 地观察标本的干涉图，缩小光圈，可以档 去周围矿物透出光的干扰，而使干涉图更 清晰。
1.2偏光显微镜
研究晶体光学性质所使用的显微镜和生物 显微镜的区别在于装有起偏镜 (下偏光镜，前偏 光镜 ) 和检偏镜 ( 上偏光镜，后偏振镜，分析镜 ) 。 自然光经起偏镜后成为在某一固定方向上振动 的偏振光。由于装有起偏镜和检偏镜，故将此 类显微镜称为偏光显微镜。
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1.2.1偏光显微镜的结构
下偏光镜 一般由人造偏光片制成，光通过它后变 为振动方向固定的偏光。一般下偏光镜 是可以转动的，可以调节其振动方向， 通常以PP表示下偏光镜的振动方向，可 360°旋转，并标有指示刻度。
注：偏光镜所用材料可分为两类：一类为冰洲石（无色透明的方解石
CaCO3），特点是获得的直线偏光非常纯粹，且没有颜色，但大且没裂纹 的冰洲石难找。对波长589nm的钠光，分解为折射率1.6585的常光和 1.4864的非常光两束偏光；另一类为偏光玻璃及偏振片，它又分为微晶型 和分子型。微晶型所用的是一种复杂的有机化合物晶体，其成分为过碘硫 酸奎宁。分子型偏振片利用聚乙烯醇塑胶膜内部刷状结构的分子，胶膜只 允许平行分子排列方向的光振动通过，因而产生直线偏光。因制造容易， 所以应用广泛。偏光玻璃是用两层磨平的光学玻璃，中间夹一层偏光薄膜 粘合而成，在须用大面积的偏光板时，可将薄膜制成厚0.5－1毫米的胶板， 这就是偏振片，其缺点是耐热温度低50C°(偏振片)、80 C°(偏光玻璃)
偏光显微镜分析使用方法
偏光显微镜分析使用方法光学显微分析是利用可见光观察物体的表面新貌和内部结构，鉴定晶体的光学性质。
透明晶体的观察可利用透射显微镜，如偏光显微镜。
而对于不透明物体来说就只能使用反射式显微镜，即金相显微镜。
利用偏光显微镜和金相显微镜进行晶体光学鉴定，是研究材料的重要方法之一。
1、偏光显微镜偏光显微镜是目前研究材料晶相显微结构最有效的工具之一。
随着科学技术的发展，偏光显微镜技术在不断地改进中，镜下的鉴定工作逐步由定性分析发展到定量鉴定，为显微镜在各个科学领域中的应用开辟了广阔的前景。
图1 . XPT-7型偏光显微镜1、目镜，2、镜筒，3、勃氏镜，4、粗动手轮，5、微调手轮，6、镜臂，7、镜座，8、上偏光镜，9、试板孔，10、物镜，11、载物台，12、聚光镜，13、锁光圈，14、下偏光镜，15、反光镜2、偏光显微镜的构成偏光显微镜的类型较多，但它们的构造基本相似。
XPT—7型偏光显微镜（图1）构成为：镜臂：呈弓形，其下端与镜座相联，上部装有镜筒。
反光镜：是一个拥有平、凹两面的小圆镜，用于把光反射到显微镜的光学系统中去。
当进行低倍研究时，需要的光量不大，可用平面镜，当进行高倍研究时，使用凹镜使光少许聚敛，可以增加视域的亮度。
下偏光镜：位于反光镜之上、从反光镜反射来的自然光，通过下偏光镜后，即成为振动方向固定的偏光，通常用PP代表下偏光镜的振动方向。
下偏光镜可以转动，以便调节其振动方向。
锁光圈：在下偏光镜之上。
可以自由开合，用以控制进入视域的光量。
聚光镜：在锁光圈之上。
它是一个小凸透镜，可以把下偏光镜透出的偏光聚敛而成锥形偏光。
聚光镜可以自由安上或放下。
载物台：是一个可以转动的圆形平台。
边缘有刻度（0-360°），附有游标尺，读出的角度可精确至1/10度。
同时配有固定螺丝，用以固定物台。
物台中央有圆孔，是光线的通道。
物台上有一对弹簧夹，用以夹持光片。
镜筒：为长的圆筒形，安装在镜臂上。
转动镜臂上的粗动螺丝或微动螺丝可用以调节焦距。
4 偏光显微镜的基本操作及薄片的制备
4 偏光显微镜的基本操作及薄片的制备偏光显微镜是对透明矿物的光学性质进行分析和观测的一种光学仪器。
通过这种仪器能够比较迅速地对各种矿物相作出鉴定。
它是对天然矿石、陶瓷制品以及其他人造无机固体材料进行相分析的一种十分有效的工具。
一、实验目的1．了解偏光显微镜的构造、装置、使用与保养方法；2．学会偏光显微镜的一般调节与校正；3．了解薄片制作的全过程，并掌握其中关键步骤的操作。
二、实验原理偏光显微镜的产品种类较多，各类型号虽不尽相同，但基本工作原理相近。
各类产品都是由支架系统、光源和起偏系统、载物台系统、光学放大和检偏系统以及附属光学元件等几大部分组成。
偏光显微镜的构造如图2.3.1-1所示。
图2.3.1-1 偏光显微镜结构示意图1．目镜；2.目镜筒；3.勃氏镜手轮；4. 勃氏镜左右调节手轮；5. 勃氏镜前后调节手轮；6.检偏镜；7.补偿器；8.物镜定位器；9.物镜座；10.物镜；11.旋转工作台；12.聚光镜；13.拉索透镜；14.可变光栏；15.起偏镜；16.滤色片；17.反射镜；18.镜架；19.微调手轮；20.粗调手轮。
三、仪器设备偏光显微镜，切片机，磨片机，抛光机，抛光粉、无水乙醇，不同标号的磨料及砂纸，自凝牙托水、牙托粉，金属模具。
四、实验内容1．了解偏光显微镜的基本构造（1）机械部分：镜座、镜壁、镜筒、升降镜筒的粗动及微调螺旋、载物台、载物台固定螺旋及游标尺、薄片固定夹。
（2）光学系统部分：反光镜、下偏光镜、锁光圈、聚光镜、物镜及校正螺丝、试板孔、上偏光镜、勃氏镜、目镜。
（3）附件：物镜校正螺丝、试板(石英试板、石膏试板、云母试板)。
2．学习装卸物镜物镜一般选用中倍镜，其装卸有两种方法。
（1）弹簧夹型：将物镜上的小钉夹于弹簧夹的凹陷处，即可夹住物镜。
（2）转盘型：先将物镜安装在一个可以转动的圆盘上，再将需要的物镜转到镜筒的正下方，恰至被弹簧卡住为止。
3．调节照明装上物镜与目镜后，轻轻推出上偏光镜与勃氏镜，打开锁光圈，调节光源至理想视域。
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载物台
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镜筒 长的圆筒形，一般机械筒长 160mm，联结 在镜臂上。转动粗调和微调螺丝，可使镜筒上 升和下降，用以调节焦距。有的在螺旋上还有 刻度，可以读出微调的升降距离。例如，粗动 调节范围45mm，微动调焦范围不小于 1.8mm，手 轮转动一圈的升降值为 0.1mm，刻值 0.002mm。 镜筒上端插有目镜，下端装有物镜，中间有试 板孔、上偏光镜和勃氏镜。 物镜 决定显微镜成像性能的重要因素，由1～ 5组复式透镜组成。每个物镜上刻有光学筒长、 盖玻璃厚度及前焦距等。使用时按需要选用不 同的放大倍数。例如Motic BA300POL.偏光显微 镜配有无应力EF-Plan物镜4X、10X、40X、60X。 每个物镜都可以通过五孔可调中转换器方便快 捷地调整到光路的中心。
下偏光镜 一般由人造偏光片制成，光通过它后变 为振动方向固定的偏光。一般下偏光镜 是可以转动的，可以调节其振动方向， 通常以PP表示下偏光镜的振动方向，可 360°旋转，并标有指示刻度。
注：偏光镜所用材料可分为两类：一类为冰洲石（无色透明的方解石
CaCO3），特点是获得的直线偏光非常纯粹，且没有颜色，但大且没裂纹 的冰洲石难找。对波长589nm的钠光，分解为折射率1.6585的常光和 1.4864的非常光两束偏光；另一类为偏光玻璃及偏振片，它又分为微晶型 和分子型。微晶型所用的是一种复杂的有机化合物晶体，其成分为过碘硫 酸奎宁。分子型偏振片利用聚乙烯醇塑胶膜内部刷状结构的分子，胶膜只 允许平行分子排列方向的光振动通过，因而产生直线偏光。因制造容易， 所以应用广泛。偏光玻璃是用两层磨平的光学玻璃，中间夹一层偏光薄膜 粘合而成，在须用大面积的偏光板时，可将薄膜制成厚0.5－1毫米的胶板， 这就是偏振片，其缺点是耐热温度低50C°(偏振片)、80 C°(偏光玻璃)
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光学系统：光源、下偏光、聚光镜、物镜、目镜、上偏光、勃氏镜。
附件系统：试板、石英楔、校正螺丝等。
透射偏光显微镜
透射反射偏光显微镜
附件：中心校正螺丝、试板
薄片：透射偏光显微镜主要观察透明材的薄片3. 偏光显微镜的调节
1、镜头更换（4X、 10X、40X、100X） 2、调节光源强弱 3、准焦：对焦，使物像 清楚。 4、物镜中心校正 5、调整上、下偏光
1、光学原理
2、偏光显微镜组成及构造
1、目镜，2、镜筒，3、勃氏镜，4、粗动手轮，5、微调手轮，6、镜臂，7、镜座，8、上偏光镜，9、试板孔，10、物镜，11、载物台，12、聚光镜，13、锁光圈，14、下偏光镜，15、反光镜
组成
机械系统：镜座、镜臂、 镜筒、载物台、焦准设备（升降系统）、聚光镜架、物镜转换器。
二、透射偏光显微镜
透射偏光显微镜是研究透明矿物光学性质的主要仪器。与一般的生物显微镜相比，最主要的区别是有两个偏光镜。其中，一个安装在载物台之下，称下偏光，另一个安装在载物台之上的镜筒中，称上偏光。在偏光显微镜中，上偏光的振动方向是固定的，而下偏光的振动方向是可以调节的。一般来说，两个偏光的振动方向是相互垂直的。
物镜中心校正：
A、在薄片中找一小质点a，置于视域中心（十字）。 B、旋转载物台360度，若中心不偏，则a不动；若动，则偏。 C、待a回到中心后，转180度，使a到a处。 D、用校正螺丝将a移到o处。 E、移动薄片，使质点a移到中心。 F、转动物台360度，如动，则重复上述程序。
上、下偏光方位的确定：
下偏光方位： （黑云母一组极完全解理方向上吸收强，颜色深。） 方法：将黑云母解理缝与十字丝的纵线平行，然后调下偏光，使黑云母颜色最深，此时，纵线方向即为下偏光方向。 上偏光方位： 方法：在确定下偏光方位后，移去薄片，推入上偏光，然后旋转上偏光旋钮，直到视域最暗，此时上、下偏光正交。
第四章 偏光显微镜
3. 他形晶：晶体无一定晶形，形态不规则 （图4-9c），他形晶是析晶晚或结晶中心 多，且析晶很快的矿物。例如快冷熟料中 的C3A、C4AF和石英等。
常见的晶体形态为粒状、针状、柱状、 板状、片状等。集合体形态有颗粒状、纤 维状、鳞片状、放射状、球粒状、树枝状、 羽毛状等。
二. 解理及解理角
1. 解理：晶体沿着一定方向裂开成较光滑 面的能力称为解理，裂开的面称为解理 面。有解理的晶体，解理的组数、方位及 解理角等亦不同，因此利用解理可以鉴别 晶体。晶体的解理在薄片中是一些平行或 交叉的细缝（解理面与切面的交线），故 称为解理缝。
2. 多色性及吸收性： 具有颜色的光性均质体晶体，其颜色及颜
色浓度不会因晶体方向的改变而变化。但是 对于具有颜色的光性非均质体晶体，其颜色 及颜色浓度均随晶体方向的改变而变化，晶 体颜色随方向变化的现象叫多色性，晶体颜 色浓度随方向变化的现象叫吸收性。
因光率体集中反映了晶体各方向上的光 学特性，故一般可借用光率体的主轴来表 示与方向有关的多色性和吸收性。
5. 偏光镜的校正： ① 将目镜十字丝放在东西、南北方向上。
② 推出上偏光镜，使薄片中黑云母的解理 缝平行于某一十字丝，转动下偏光镜， 使黑云母的颜色达最深（图4-6）。
③ 推入上偏光镜，拿掉物台上的薄片，看 视域是否全黑，如不全黑，可转动上偏 光镜，使视域达全黑为止。
三. 薄片的制备
在偏光显微镜下研究矿物晶体、岩石 及其它无机材料的光学性质及显微结构 时，主要是将这些材料的试样制成薄片 （0.03mm）或超薄片（0.01mm）, 将 这些薄片置于物台上，即可进行透射光 的研究（图4-7）。
为了要得到清楚的贝克线，观察时应适当 缩小光圈，把入射角较大的光线挡去；聚光 镜适当下降或移去。无色透明矿物线清晰。
光学显微镜-偏光显微镜学习资料
第四章 偏光显微镜下的晶体光学性质
第二节 单偏光镜下的晶体光学性质
▪ 2、糙面
单偏光镜下观察晶体表面，某些很光滑，某些粗糙呈麻点状，这种 表面的粗糙现象称为糙面
糙面产生的原因
➢ 矿物表面的凹凸不平，覆盖在晶体上的树胶的折射率与晶体折射率有差 异，当光线通过二者接触面时，发生折射甚至全反射，至使薄片中晶体 表面光线集散不一，而形成明暗程度不同的斑点
四、贝克线、糙面、突起及闪突起
▪ 这些性质主要与薄片中相邻物质 间由于折射率不同发生折射、反 射所引起的光学现象有关
▪ 1·贝克线
贝克线在两个折射率不同的介质接触 处，可以看到比较暗的边缘，称为矿 物轮廓
在轮廓线附近可以看到一条明亮的细 线，当升降镜筒时这条亮线发生移动， 此亮线称为贝克线。
第四章 偏光显微镜下的晶体光学性质
颜色深 吸收的总强度取决于薄片中的矿物种类及薄片的厚度。
第四章 偏光显微镜下的晶体光学性质
第二节 单偏光镜下的晶体光学性质
▪ 2·吸收性与多色性 ▪ 吸收性
均质体
➢ 各向同性，不同振动方向的光波选择性吸收都相同 ➢ 矿物的颜色与浓度不因矿物中光波的振动方向的不同而变化。
非均质体
➢ 的颜色及浓度随方向的变化而变化 ➢ 即随着物台的旋转，颜色及颜色的浓度有规律地周期性变化。
第四章 偏光显微镜下的晶体光学性质
第二节 单偏光镜下的晶体光学性质
▪ 2·晶体的自形程度 依晶体的边棱的规则程度分类
➢ A·自形晶：晶形完整，呈规则多边 形，边棱为直线
➢ B·半自形晶：晶形较完整，棱部分 直线，部分为曲线
➢ C·他形晶：不规则粒状，边棱为曲 线。
自形晶角闪石
第四章 偏光显微镜下的晶体光学性质
4偏光显微镜的构造
d 0.61 / N.A
d 0.61 / n sin
数值孔径越大，放大倍数越高，
分辨率越高。 光学显微镜最高分辨率为200nm，最大放大倍数为1800-2000倍
•附 件
补色器 （石膏试板、云母试板、 石英楔）
目镜十字丝、微尺、 方格网、物台微尺、滤色片
中心校正螺丝
2. 偏光显微镜的调节
（观察锥光时
使用的放大系 统）
• 试板 孔(可以 插入石 英楔)
• 物镜：一组物镜占一台显微镜总价值的五分之一到二分之一
透镜越小，镜头越长，放大倍数越大。 物镜一般由1～5片透镜组成。 放大倍数一般低倍4X，中倍10X-25X，高倍45X以上，油浸100X。
放大倍数、数值孔径 机械筒长、盖玻璃厚度 10× / 0.25 160 / 0.17
光孔角：物镜最边缘的折射线与物镜光轴之间所构成
的角度。光孔角的大小决定于薄片与物镜间介质的折 射率。增加薄片与物镜间介质的折射率，可提高物镜 的数值孔径，也就提高了图像的清晰程度、分辨率及 视域明亮度。为更清晰地研究细微结构常把油浸物镜 浸没在折射率大于1的浸油中。
物镜的分辨率 即显微镜的分辨率：能分辨最小图像的能力， 它决定于物镜的分辨率，与目镜大小无 关，取决于数值孔径和所用光波的波长。 物镜分辨最小颗粒直径（d）的能力是数值 孔径（N.A=nsinθ）及照明光波的波长决 定的。
旋动下偏光镜使其颜色最深， 此时的下偏光镜为PP方向 （通常下偏光镜振动方向处 于显微镜的对称面方向，即 南北方向）
取下薄片，推入上偏光镜， 使视域全黑。则上下偏光镜 正交。
3. 单偏光镜下晶体光学性质 单偏光显微镜组成（使用下偏光镜） 单偏光镜下晶体光学性质
晶体形态、大小、含量、颜色、多色性、解理、 轮廓、糙面、贝克线、突起、闪突起等 （1）晶形： 晶体形态
偏光显微镜
偏光显微镜应用cyh(2010-07-22 13:35:50)用偏光显微镜研究聚合物的结晶形态是目前实验室中较为简便而实用的方法。
众所周知，随着结晶条件的不用，聚合物的结晶可以具有不同的形态，如：单晶、树枝晶、球晶、纤维晶及伸直链晶体等。
在从浓溶液中析出或熔体冷却结晶时，聚合物倾向于生成这种比单晶复杂的多晶聚集体，通常呈球形，故称为“球晶”。
球晶可以长得很大。
对于几微米以上的球晶，用普通的偏光显微镜就可以进行观察；对小于几微米的球晶，则用电子显微镜或小角激光光散射法进行研究。
聚合物制品的实际使用性能（如光学透明性、冲击强度等）与材料内部的结晶形态，晶粒大小及完善程度有着密切的联系，因此，对聚合物结晶形态等的研究具有重要的理论和实际意义。
一、目的要求1．了解偏光显微镜的结构及使用方法。
2．观察聚合物的结晶形态，估算聚丙烯球晶大小。
二、基本原理球晶的基本结构单元具有折叠链结构的片晶（晶片厚度在10mm左右）。
许多这样的晶片从一个中心（晶核）向四面八方生长，发展成为一个球状聚集体。
图1根据振动的特点不同，光有自然光和偏振光之分。
自然光的光振动（电场强度E的振动）均匀地分布在垂直于光波传播方向的平面内如图1所示；自然光经过反射、折射、双折射或选择吸收等作用后，可以转变为只在一个固定方向上振动的光波。
这种光称为平面偏光，或偏振光如图1（2）所示。
偏振光振动方向与传播方向所构成的平面叫做振动面。
如果沿着同一方向有两个具有相同波长并在同一振动平面内的光传播，则二者相互起作用而发生干涉。
由起偏振物质产生的偏振光的振动方向，称为该物质的偏振轴，偏振轴并不是单独一条直线，而是表示一种方向。
如图1（2）所示。
自然光经过第一偏振片后，变成偏振光，如果第二个偏振片的偏振轴与第一片平行，则偏振光能继续透过第二个偏振片；如果将其中任意一片偏振片的偏振轴旋转90°，使它们的偏振轴相互垂直。
这样的组合，便变成光的不透明体，这时两偏振片处于正交。
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物镜的光孔角是指通过物镜前透镜最边 缘的光线与前焦点间所组成的角度，如图 4-3中的2θ。物镜的数值孔径等于nSinθ， 可缩写为n•A或N•A。从设计上看，通常是 放大倍数愈高的物镜，数值孔径愈大，同 一放大倍数的物镜，其数值孔径愈大的物 镜分辨率愈高。
所谓分辨率是指能分辨物体细小特征的 本领，即用能分开两点（或两平行线）之 间的最短距离来表示。物镜的分辨率就是 显微镜的分辨率，目镜与显微镜的分辨率 无关，它不过把物镜放大的物像进一步放 大，使眼睛能看见而已。
它们的主要构造大同小异，现叙述如下： 镜座：承受显微镜的全部重量； 镜臂：呈弓形，下端与镜座相联，上部装有 镜筒，为使用方便，可向后倾斜，但不宜过 大，以防翻倒。
反光镜：是一个具有平、凹两面的小圆镜， 可任意转动，以便对准光源，把光反射到 显微镜中，一般在弱光源或锥光鉴定时， 常使用凹面镜。
上偏光镜： 其构造（偏光片）和作用与下偏 光镜相同，唯其振动方向（以AA表示）常与 下偏光镜（PP）垂直。上偏光镜可以自由推 入或拉出，有些还可以转动90°或180°。
勃氏镜： 位于目镜与上偏光镜之间，是一 个小的凸透镜。可因需要而推入或拉出。 有的勃氏镜可以上升、下降和前后、左右 移动，并附有锁光圈。在观察细小矿物干 涉图时，缩小光圈，可挡去干扰，而使干 涉图更清晰。
镜筒：为长的圆筒形，联结在镜臂上。 转动镜臂上的粗动螺丝或微动螺丝可使 镜筒上升和下降，用以调节焦距。微动 螺丝上一般都带有刻度。镜筒上端插有 目镜，下端装有物镜，中间有试板孔、 上偏光镜和勃氏镜，有的还有锁光圈。 自目镜上端至物镜处的长度称机械筒长 （通常为160mm）。
物镜：是决定显微镜成像性能的重要因素， 其价值约占整个显微镜的1/5～1/2。是由 1～5组复式透镜组成。每台显微镜上至少 附有三个不同放大倍数的物镜，多的可达 七个。每个物镜上刻有放大倍数、数值孔 径（N•A）；有的还刻有机械筒长、盖玻 璃厚度及前焦距等 。 一般显微镜有低倍 （5x）、中倍（10x）及 高倍（40x 、63 x）物镜，有的还有油浸物镜（100x）。
4. 校正中心：显微镜中，镜筒中轴、目镜 中轴都是固定的，只有校正物镜中轴。校 正物镜中轴一般是借助于安装在物镜上的 两个校正螺，准焦后在薄片中选一质点a， 移动薄片使a点位于视域中心（图4-5a）；
② 将薄片固定，旋转载物台360°，若中心 不正，则质点a必绕另一圆心o作圆周运动 （图4-5b），o点即为物镜转轴出露点。
物镜的分辨率决定于物镜的数值孔径和所 用的波长两个因素，可用公式表示：
d 0.61 或 d 0.61
NA
n Sin
根据计算光学显微镜的最高分辨率为2000A，
最高放大倍数一般为1800～2000 X 左右。
目镜：一般有5x、10x两个目镜，目镜中往 往还带有十字丝或分度尺，有的还有方格网。 显微镜的总放大倍数为目镜放大倍数与物镜 放大倍数的乘积。
5. 偏光镜的校正： ① 将目镜十字丝放在东西、南北方向上。
② 推出上偏光镜，使薄片中黑云母的解理 缝平行于某一十字丝，转动下偏光镜， 使黑云母的颜色达最深（图4-6）。
③ 推入上偏光镜，拿掉物台上的薄片，看 视域是否全黑，如不全黑，可转动上偏 光镜，使视域达全黑为止。
三. 薄片的制备
在偏光显微镜下研究矿物晶体、岩石 及其它无机材料的光学性质及显微结构 时，主要是将这些材料的试样制成薄片 （0.03mm）或超薄片（0.01mm）, 将 这些薄片置于物台上，即可进行透射光 的研究（图4-7）。
下偏光镜：一般可以转动，以便调节其振动 方向，通常用PP代表下偏光镜的振动方向。 锁光圈（光阑）：在偏光镜之上，可以自由 开合，用以控制进入视域的光量。
聚光镜：在锁光圈之上，由一组透镜组成。 它可以把平行偏光聚敛成锥形偏光。不用 时可以推开。在聚光镜上一般都刻有数值 孔径 ( N ·A ) 。
载物台：是一个可以转动的圆形平台，边 缘刻有刻度（360°），并有游标尺，可 以读出旋转角度。在物台的外缘有固定螺 丝，用以固定物台。 物台中央有圆孔， 是光线的通道。在物台上还有一对弹簧夹， 用于夹持薄片。
二. 偏光显微镜的使用 1. 装卸镜头： ① 装目镜：使其十字丝位于东西、 南北方 向上。 ② 装物镜：弹簧夹型，螺丝扣型，转盘型。
2. 调节照明（对光）： 装上中倍物镜 （10x）和目镜（5x），转动反光镜对准 光源，直到视域最亮为止。如果总对不亮， 则可去掉目镜，从镜筒内观察光源的像， 直到照亮视域。注意不要把反光镜直接对 准太阳光，这样对眼睛不利。
③ 旋转物台180°使质点a由十字丝焦点移 至a’处（ 图4-5c）；
④ 扭动校正螺丝，使质点a由a’移至偏心 圆O点（图4-5d）；
⑤ 移动薄片，使质点移至十字丝交点（图 4-5e）。移动物台，若质点不动，则中 心已校好。否则，须按上法重复校正。
⑥ 若偏心很大，旋转物台时，质点a由十 字丝交点移至视域之外。估计偏心圆中心 o在视域外的位置及其半径，扭转校正螺 丝，使质点由十字丝交点向o点相反的方 向移动大约偏心圆半径的距离，再移动薄 片使质点回到十字丝交点。旋转物台，可 能质点在视域内移动，再按上述方法继续 校正。否则，再重复校正。
材料岩相分析
第四章 偏光显微镜下 晶体的光学性质
§ 4-1.偏光显微镜的构造和使用 一.构造：偏光显微镜的式样繁多，目前 我国最常用的有江南光学仪器厂制造的 XPB-01型，XPT-7型630倍中级偏光显 微镜（图4-1），上海光学仪器厂制造的 XPG1000倍偏光显微镜及蔡司厂出产的 文柯型偏光显微镜（图4-2）等。
•
3. 调节焦距：装上薄片，首先将镜筒下降到 最低位置，从目镜中观察，并拧动粗动螺丝 使镜筒上升，再转动微动螺丝使之清楚。切 忌眼睛只看镜筒里面而下降镜筒，因为这样 镜头很容易撞碎薄片而使镜头损坏。
准焦后，物镜与薄片平面之间的距离因 放大倍数而不同，放大倍数低，二者距离 长，反之间距短（图4-4）。