偏光显微镜的自然光和偏振光
偏光显微镜的工作原理及应用介绍
偏光显微镜的工作原理及应用介绍
1. 偏光显微镜的工作原理
偏光显微镜是采用偏振光成像技术的一种显微镜，其工作原理主要涉及偏振光的产生和偏振片的运用。
1.1 偏振光的产生
光是一种横波，其中包含的电磁波在不同平面上横波振动的方向不同，称为偏振方向。
产生偏振光的方法可以是自然光在反射、折射、散射时所发生的改变，也可以通过偏振器件来实现。
其中最常见的偏振器件是偏振片，其主要通过平行于入射光方向的狭缝排列的分子使得特定方向的光被削减，从而实现将非偏振光转为偏振光。
1.2 偏光显微镜的构成及单波板偏光器的应用
偏光显微镜一般由偏光仪、焦平面偏振片、样品、目镜、物镜、光源等部分组成。
其主要原理在于在光路中加入单波片以改变入射光的偏振方向，从而寻求到增加对局部物质成分、结构信息的分析与解释。
2. 偏光显微镜的应用
偏光显微镜在生物学、地质学、材料科学等众多领域都有广泛的应用。
2.1 物质成分的分析
通过使用偏光显微镜能够解析物质在样品中的成分，例如组织中的多种蛋白质分子，以及矿物中的构建单元等。
2.2 结构性质的分析
偏光显微镜在对物质结构的解析方面具有独特优势，其物质内部的形状、晶体方向等在偏光显微镜下均可显示，通过这些信息可以得到一个物质的性质描述。
总体来说，偏光显微镜作为一种重要的成像仪器，在多种领域的应用都取得了优秀的成果，尤其是在材料和地质学领域，在实验室制造、品质鉴定、矿区开发等方面具有极其重要的意义。
偏光显微镜课件
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四、衬度原理 1、偏光显微镜（PC）
起偏器 球晶半经
检偏器
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OD = A sin wt cos a OE = A sin (wt- δ) sin a Y = A sin2a sin (δ/2) cos (wt- δ/2) I = A2sin22a sin2 δ/2
热台偏光显微镜及图象分析软件
•1
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
•3
一、成像原理
（μm级）
500C
700C
750C
800C
1100C
1300C
方法： 偏光显微镜（250倍），熔融压片。
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偏光显微镜-纳米CaCO3对PP球晶尺寸的影响
（μm级）
纯PP
未处理（6phr） 处理(6phr)
方法： 偏光显微镜（250倍），熔融压片。 结论： 纳米无机粒子的加入，使体系球晶尺寸
变小，经表面处理后情况更明显。
PP球晶偏光显微镜图片
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五、样品要求 1、偏光显微镜（PC）
基本要求：要求样品必须能透光。
基本形态：薄膜 （μm级）
载玻片
盖玻片
试样薄片
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六、仪器外形
L 9000型偏光显微镜 目镜： 10 物镜： 10，4，40
偏光显微镜的自然光和偏振光
偏光显微镜的自然光和偏振光Axio Lab A1 Pol Axio Scope A1 Pol一、自然光和偏振光自然光在窗过某些物质，经过反射、折射、吸收后，电磁波的振动波以被限制在一个方向上，其他方向振动的电磁波被大大削弱或消除。
这种在某个确定方向上振动的光称为偏振光。
偏振光的振动方向与光波传播方向所构成的平面称为振动面。
光是一种电磁波，属于横波（振动方向与传播方向垂直）。
一切实际的光源，如日光、烛光、日光灯及钨丝灯发出的光都叫自然光。
这些光都是大量原子、分子发光的总和。
虽然某一个原子或分子在某一瞬间发出的电磁波振动方向一致，但各个原子和分子发出的振动方向也不同，这种变化频率极快，因此，自然光是各个原子或分子发光的总和，可认为其电磁波的振动在各个方向上的几率相等。
二、直线偏振光、圆偏振光及椭圆偏振光直线偏振光由于光线的振动方向都在同一个平面内，所以这偏振光又叫作平面偏振光正对光的传播方向看去，这种光的振动方向是一条直线，因此又叫直线偏振光或线偏振光。
当一束光线射入各向异性的晶体中时要分裂为两束沿不同方向传播的挑线，这种现象叫双折射现象发生双折射的两束光线都是偏振光。
这两束光线之一恒遵守光的折射定律，在改变入射方向时传播速度不发生变化，这条光线称为寻常光线，用o表示；另一束光线不遵守折射定律，当入射光线方向变化时，它的传播速度也随之变化，光的折射率不同，这束光称为非常光用e来表示。
在各向异性晶体中，存在有某些特殊方向，在这些方向上不发生双折射，寻常光线和非常光线传播方向和传播速度相同，这些方向称为晶体的光轴有一个光轴的晶体叫一轴晶，有两个光轴的晶体叫二轴晶。
对于二轴晶，双折射后的两束光线均为非常为光线。
（2）波晶片波晶片简称波片，可用来改变或检验光的偏振情况。
当自然光沿一轴晶光轴入射时，不发生双折射现象。
如果垂直于晶体光轴入射时产生的o光和e光仍沿原入射方向传播，但传播速度和折射率不同，且传播速度相差最大。
偏光显微镜原理
偏光显微镜原理偏光显微镜是一种利用偏振光原理观察材料性质的显微镜，其原理是利用偏振器和检偏器之间的光学装置，使得只有特定方向的光通过样品，从而观察样品的各种性质。
偏光显微镜在材料科学、生物学、地质学等领域有着广泛的应用。
下面我们将详细介绍偏光显微镜的原理。
首先，偏光显微镜的基本构成包括偏振器、样品、检偏器和目镜。
偏振器是将自然光变成偏振光的装置，它只允许特定方向的光通过。
样品放置在偏振器和检偏器之间，样品中的晶体结构或者各向异性材料会改变光的传播方向，从而产生双折射现象。
检偏器可以通过调节其方向，观察不同方向的偏振光通过样品后的光强变化，从而得到样品的各种性质信息。
其次，偏光显微镜观察样品时，可以根据样品的各向异性特点来分析样品的结构、形态、组成等信息。
例如，晶体样品在偏光显微镜下会呈现出各种颜色的干涉条纹，通过分析这些条纹的形状和颜色可以得到晶体的晶体学性质。
生物样品中的纤维组织、细胞结构等也可以通过偏光显微镜来观察和分析，从而揭示样品的微观特性。
此外，偏光显微镜还可以应用在材料的质量检测、矿物学研究、生物医学领域等。
例如，通过偏光显微镜观察材料的晶体结构，可以判断材料的质量和纯度；地质学家可以利用偏光显微镜来分析岩石和矿物样品的组成和成因；生物学家可以通过偏光显微镜来观察细胞组织的形态和结构，从而研究生物学特性。
综上所述，偏光显微镜是一种重要的观察和分析工具，其原理是利用偏振光的特性来观察材料的各种性质。
通过偏光显微镜的观察，可以揭示样品的微观结构、组成和性质，为材料科学、生物学、地质学等领域的研究提供重要的信息和数据。
因此，偏光显微镜在科学研究和实际应用中具有重要的地位和作用。
偏光显微镜基本原理
偏光显微镜基本原理偏光显微镜（Polarizing Microscope）是一种专门用于观察具有双折射性质的材料的显微镜。
它能够通过控制偏振光的方向和光的自然振动方向之间的关系，来显示和分析样品的结构和性质。
偏光显微镜的基本原理可以分为偏光和双折射两个方面。
首先，我们先来了解偏光的概念。
光是一种电磁波，它的电场矢量在垂直于光传播方向的平面内振动。
而自然光是由各个方向的电场矢量叠加而成的。
当一个偏振片放置在自然光传播方向上时，只有与偏振片的传播方向一致的电场矢量可以通过，其余方向的电场矢量都会被挡住，使得出射光只有一个方向的振动。
当偏光过滤器和样品之间的相对位置发生改变时，会观察到样品的不同颜色，这是由于样品的双折射性质引起的。
双折射是一种现象，当光通过具有非等向性的材料时，沿不同方向传播的光速度不同，从而导致光线发生偏折或分离的现象。
双折射材料包括晶体和各向异性材料。
它们的双折射性质可以通过使用偏光显微镜来观察和研究。
在偏光显微镜中，光源发出的自然光会先通过一个偏振片（称为偏光器），使得光变成有一个特定方向振动的偏振光。
偏振光通过透镜系统后，进入放置在样品下方的偏光分析器（也是一个偏振片）。
然后，偏振光通过样品后，会经历样品的双折射现象。
不同方向的光振动将由于双折射现象而发生不同程度的滞后，导致两个方向的光振动分离。
分离的光将通过放置在显微镜物镜下方的偏光滤光片进一步处理。
显微镜中的偏光器和偏光分析器之间可以调节的角度称为偏光角。
通过调整偏光角，可以改变通过样品的光的偏振方向。
当偏振片的传播方向与样品的光振动方向一致时，样品中的光将完全通过，显现出亮的区域。
而当偏振片的传播方向与样品的光振动方向垂直时，样品中光的通过将受到限制，显现出暗的区域。
通过观察样品在不同偏光角下的现象，可以了解样品的双折射性质以及其结构和性质。
在偏光显微镜中，还有一个重要的组件叫做偏振旋转盘。
这个盘是由一系列叫做溶晶的片状矿物质组成的。
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。
偏光显微镜原理
偏光显微镜原理
偏光显微镜是一种利用光学原理来观察和研究材料的仪器。
它提供了高分辨率和高对比度的图像，特别适用于研究具有双折射性质的样品。
偏光显微镜的工作原理基于偏振光的性质。
光是一种电磁波，具有振动方向，也称为偏振方向。
普通光是在各个方向上都有振动的自然光，而偏振光则是在一个特定的方向上振动的光。
在偏光显微镜中，光源产生的光经过偏振片过滤器，使得只有一个方向的光通过。
经过滤器的偏振光射入样品，然后经过样品内部的晶体结构散射和折射。
由于晶体的晶格结构，它具有双折射性质。
即，入射光线会分成两个方向的振动，分别为快轴和慢轴。
这导致光线在样品中传播时速度和方向上的变化。
接下来，光线穿过样品后，进入显微镜物镜，该物镜具有额外的偏振片。
这个偏振片的方向可以根据需要进行调整。
根据样品中光线的振动方向与偏振片的相对角度，光线中的特定成分会被物镜中的偏振片阻止通过。
最后，样品中的光线进入眼镜筒，然后通过目镜进入观察者的眼睛。
观察者会看到对比度强烈的图像，其中某些区域可能会呈现出彩色，这是由于样品中光线的不同振动方向引起的。
通过旋转样品或调整偏振片的方向，观察者可以改变图像中的
颜色和对比度，从而获得更多关于样品结构和性质的信息。
总的来说，偏光显微镜通过利用偏振光的性质和样品中的双折射现象，提供了对样品结构和光学性质的高分辨率观察。
它在材料科学、生物学和地质学等领域中得到广泛应用。
自然光与偏振光PPT课件
② 椭圆偏振光可以看作是振幅不相等、振动方向正交、相位差恒定的两 个同频率线偏振光的合成。其中正号对应右旋，负号对应左旋。
③ 线偏振光和圆偏振光只是椭圆偏振光的两种特殊形式。若两个正交振 动的振幅相等，相位差等于p/2的奇数倍，则椭圆偏振光变为圆偏振光； 若两个正交振动的相位差等于p 的整数倍，则椭圆偏振光变为线偏振 光。
y
y
A1
x
O
A2 x
(a) 自然光的电矢量
(b) 电矢量的分解
图1.3-4 自然光及其分解
1 光波、光线与光子
1.3 自然光与偏振光
1.3.3 部分偏振光
特点：光振动强度沿两个正交方向的时间平均值不相等，并且在某一方向取
极大值Imax时，其正交方向正好取极小值Imin
偏振度：
y
y
(1.3-1)
A1
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/3
菲涅耳公式
1.3.4 菲涅耳公 式
1 光波、光线与光子 1.3 自然光与偏振光
说明：
1.3.4 菲涅耳公 式
① s分量和p分量分别独立地按 照各自的规律反射和折射， 其振幅反射比和振幅透射比 仅取决于光束的入射角和两 种介质的折射率，并且一般 不相等——反射光和透射光 的两个正交偏振分量的振幅 一般不相等。
应用：光调制
s
图1.3-13 马吕斯定律
1 光波、光线与光子
1.3 自然光与偏振光
1.3.8 反射光与透射光的半波损失（相位突变）
结论： ① 自然光自疏（快）介质向密（慢）介质正入射或掠入射时，反射光 相对入射光存在半波损失（p 相位突变），反之不存在。
② 斜入射情况下，反射光相对入射光的相位变化一般较为复杂，但经 同一分界面的内、外反射所得两束反射光之间一定存在半波损失。
偏光显微镜原理
偏光显微镜原理偏光显微镜是一种特殊的显微镜，它利用偏振光的原理观察样品的细微结构。
在偏光显微镜中，光线经过偏振片后成为偏振光，再通过样品后被观察者观察。
这种显微镜可以观察到许多肉眼无法看到的细微结构，对于材料科学、生物学、地质学等领域有着重要的应用价值。
本文将介绍偏光显微镜的原理和工作过程。
偏光显微镜的原理主要包括偏振光的产生和样品的偏光成像。
首先，偏振光是指在一个方向上振动的光，它可以通过偏振片产生。
偏振片是一种具有吸收特定方向光线的材料，当自然光通过偏振片后，只有与偏振片方向相同的光线能透过，其他方向的光线则被吸收。
这样产生的光就是偏振光。
其次，样品的偏光成像是指样品对偏振光的作用，使得观察者可以看到样品的细微结构。
当偏振光通过样品后，样品中的晶体、纤维或其他结构会改变光的偏振状态，观察者可以通过偏光显微镜观察到这些结构的特殊性质。
偏光显微镜的工作过程包括光源、偏振片、样品和偏光显微镜本身。
首先，光源产生的光线通过偏振片成为偏振光，然后通过样品后被观察者观察。
在这个过程中，观察者可以调节偏振片的方向和样品的位置，以获得最佳的观察效果。
偏光显微镜通常还配有显微镜目镜和物镜，观察者可以通过调节物镜的倍数来观察样品的不同放大倍数。
偏光显微镜在材料科学中有着广泛的应用。
例如，在金属材料的研究中，偏光显微镜可以观察到金属晶粒的形状和大小，从而分析材料的力学性能。
在生物学中，偏光显微镜可以观察细胞的结构和形态，对细胞学研究有着重要的意义。
在地质学中，偏光显微镜可以观察岩石的矿物组成和结构特征，帮助地质学家了解地球的演化历史。
总之，偏光显微镜是一种重要的科学研究工具，它利用偏振光的原理观察样品的细微结构。
通过调节偏振片和样品的位置，观察者可以获得清晰的偏光成像，从而对样品进行详细的观察和分析。
偏光显微镜在材料科学、生物学、地质学等领域有着广泛的应用前景，对于推动科学研究和技术发展具有重要的意义。
《自然光和偏振光》课件
光学仪器
望远镜
望远镜是利用透镜或反射镜聚集 远处光线的光学仪器。在天文观 测中，通过偏振片可以过滤掉大 气中的散射光，提高观测效果。
显微镜
在显微镜中，偏振片被用于观察 生物样本的微观结构。通过调整 偏振片的夹角，可以消除样本表 面的反射光，使观察更加清晰。
光学通信
光纤通信
在光纤通信中，自然光在光纤中传输时会发生折射和反射，导致信号衰减。通 过使用偏振片，可以控制光的方向和振动状态，减少信号衰减，提高通信质量 。
详细描述
偏振片实验是研究偏振光的常用方法。在实验中，一束自然光通过偏振片后，会 变成偏振光。通过旋转偏振片，我们可以观察到光的强度变化，从而理解偏振片 的作用和工作原理。这个实验有助于我们深入了解偏振光的性质和应用。
光学干涉实验ຫໍສະໝຸດ 总结词光学干涉实验可以展示光的波动性质，通过干涉现象的观察，可以进一步理解偏振光的 应用。
03
自然光和偏振光的应用
光学成像
无偏振片成像
在无偏振片的情况下，自然光的光线会从物体表面反射，进入人 眼，形成图像。这种成像方式较为常见，但缺乏偏振信息，导致 图像细节和色彩表现一般。
使用偏振片成像
通过在镜头前加装偏振片，可以过滤掉部分光线，使反射光线在 特定方向上振动，从而提高图像的对比度和色彩饱和度。这种方 法常用于摄影和摄像领域。
偏振光学的发展历程
01
02
03
偏振光学起源
偏振光的研究可以追溯到 19世纪初，当时科学家开 始研究光的偏振现象。
关键发展阶段
20世纪初，随着量子力学 的建立和光学仪器的改进 ，偏振光学得到了快速发 展。
当前研究趋势
当前，随着新材料和技术 的不断涌现，偏振光学在 多个领域展现出广阔的应 用前景。
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。
偏振光及其在显微镜中的应用
偏振光及其在显微镜中的应用偏振光是一种具有特殊属性的光波，它的振动方向在一个平面内进行振动，相较于普通的自然光，偏振光有着许多独特的物理性质。
在显微镜领域，偏振光的应用带来了很多重要的突破，例如在材料分析、生物显微镜下的细胞观察、晶体结构分析等。
首先，让我们了解一下偏振光的特点。
普通光是一种自然光，其振动方向在任意方向上均匀分布。
而偏振光则是由特定方式使光波中的振动方向限制在某个平面内形成的。
这一特殊的振动方式使得偏振光具有一些独特的性质，这些性质使得它在显微镜成像中具有独特的应用前景。
在材料分析中，偏振光显微镜被广泛应用。
通过使用偏振光源和偏振光滤波器，我们可以观察到材料的双折射现象。
双折射是指当光线经过某些晶体或材料时，其光波会被分解为两个方向不同的偏振光，这些光波传播速度不同，因此会出现相位差。
通过观察光的相位差，我们可以得知材料的晶体结构、光学性质等信息。
例如，通过偏振光显微镜，我们可以检测到晶体中的缺陷、晶体的对称性等重要特征。
在生物显微镜下，偏振光的应用同样发挥着重要的作用。
生物样品中的细胞、组织等常常具有各种光学性质，例如双折射、吸收、散射等。
这些性质会对光的偏振产生影响，而通过偏振光显微镜，我们可以观察到细胞和组织中的这些光学现象，进而了解其结构和特性。
例如，在荧光显微镜技术中，结合偏振光可以提高图像的对比度和清晰度，使得我们能够更好地观察和研究细胞的结构和功能。
此外，偏振光在晶体结构分析中也扮演着重要的角色。
晶体是由具有长程有序排列的原子或分子构成的固体，其结构对于物质的性质具有重要影响。
通过偏振光显微镜观察晶体样品，我们可以利用晶体的双折射性质来推断晶格的对称性。
这对于确定晶体的晶体学和结构学参数非常有用，也为进一步的晶体学研究提供了基础。
除了以上应用，偏振光还可以通过偏振干涉技术增强图像的对比度和清晰度，以提高显微镜的分辨率。
偏振光显微镜还可以用于检测和分析光学材料的应力状态，例如观察材料的双折射现象，进而推断材料内部的应力分布情况。
偏振光显微镜原理及使用方法
偏振光显微镜原理及使用方法以偏振光显微镜原理及使用方法为题，本文将详细介绍偏振光显微镜的原理和使用方法。
偏振光显微镜是一种常用的显微镜，它可以观察样品中的光学各向异性现象，并获得更多关于样品结构和性质的信息。
一、偏振光显微镜的原理偏振光显微镜的工作原理基于光的偏振性质和光学各向异性现象。
光的偏振是指光的电场矢量在空间中的方向。
光可以是自然光，即光的电场矢量在各个方向均有分量；也可以是偏振光，即光的电场矢量只在特定方向上有分量。
在偏振光显微镜中，光源发出的光经过偏振片，只留下一个特定方向的光，称为偏振光。
偏振光通过样品后，其中的光学各向异性物质会改变光的偏振状态。
然后，光再通过另一个偏振片，根据光的偏振状态的改变来观察样品中的光学各向异性现象。
二、偏振光显微镜的使用方法1. 准备样品：将待观察的样品制备成薄片或薄膜，并确保其透明度足够。
样品可以是固体、液体或气体。
2. 调节光源：打开偏振光显微镜的光源，调节亮度和聚焦，以获得适当的照明条件。
3. 放置样品：将样品放置在显微镜的样品台上，并使用样品夹固定。
确保样品与光路垂直。
4. 调节偏振片：先将偏振片1（称为偏振器）放在光源前，调整其方向，使光透过后只有一个方向的偏振光通过。
5. 观察样品：通过目镜观察样品。
此时，样品中的光学各向异性物质会改变光的偏振状态，产生不同的颜色或亮度变化。
6. 调节偏振片2：将偏振片2（称为分析器）放在目镜前，调整其方向，观察样品中的光学各向异性现象。
根据光的偏振状态的改变，样品中的结构和性质可以得到更多信息。
7. 调节焦距和放大倍数：根据需要，可以通过调节显微镜的焦距和放大倍数，获得更清晰和详细的观察结果。
8. 记录观察结果：可以使用摄像机或相机记录观察结果，以便后续分析和研究。
9. 清洁和保养：使用完毕后，及时清洁显微镜的各个部件，并妥善保管。
总结：偏振光显微镜利用光的偏振性质和光学各向异性现象，可以观察样品中的结构和性质。
最新偏振光与自然光的区别课件ppt
1)观察光的偏振现象，知道光是一种横波；
2)了解光的偏振现象的应 用．
学习重点：
• 偏振光与自然光的区别，偏振光 的应用．
学习难点：
• 偏振光的应用．
问题三：什么是自然光? 自然光与偏振光的区别?
自然光：由光源(太阳、电灯等）直接发光而来． 特点：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振
“零落成泥碾作尘，
”的暗香浮动；
诗有 ，那是
。
•2
，斜晖脉脉水悠悠。（温庭筠
《望江南》）
• 3 受任于败军之际，
。
参考答案
• 《出师表》 • 1 臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，
不求闻达于诸侯。
• 2 兴复汉室。 • 3 南方已定，兵甲已足。 • 4 陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，
二、偏振片
2．光波的偏振现象产生的原因
(２) 通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片 （称为检偏器）时，如果两个偏振片的透振方向平 行，那么，通过第一个偏振光的振动方向跟第二个 偏振片的透振方向平行，透射光的强度最大．
二、偏振片
2．光波的偏振现象产生的原因
(３) 如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光 的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂直，偏振 光不能通过第二个偏振片，透射光的强度为零．
三、偏振现象的应用
偏振现象的应用：拍摄
在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、 玻璃橱窗里的陈列物的照片时，由于水面或玻璃 表面的反射光的干扰，常使景像不清楚．如果在 照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方 向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光 而使景像清晰．
三、偏振现象的应用
偏振现象的应用：偏光眼镜
偏光显微镜分析技术和光学性质
2.1晶体光学基础
2.1.3 光的折射与全反射
应用
设：疏介质折射率——n； 密介质折射率——N；
由折射定律： sin φ/sin 90°=n/N n = Nsinφ
当N已知时，由全反射原理可求出另一介质的折射率n。 阿贝折光仪
2.1晶体光学基础
根据晶体的光学性质，将透明固体 物质分为二类：均质体与非均质体。
2.常见晶体形态： ① 粒状（石英，橄榄石）； ② 针状（莫来石）； ③ 柱状（辉石，硅灰石）； ④ 板状（硅酸三钙）； ⑤ 纤维状（石膏，失透石）； ⑥ 片状（云母）； ⑦ 放射状（透辉石）。 ⑧ 球粒状（硅酸二钙） ⑨ 骨架状（磷石英，方石英）；
晶体的形态
3.晶体自形程度:根据晶体发育的完好程度，分为以下四种
折射率值是宏观地反映介质的微观结构的光学常数，是鉴定透 明矿物的最可靠常数之一。
2.1晶体光学基础
2.1.3 光的折射与全反射
当入射光由疏介质射入密介质时，i＞r， 即折射线靠近法线；
当入射光由密介质射入疏介质时，i＜r， 即折射线离开法线方向折射。增大入射 角i，折射角r也随之增大，当r=90°时， 光线不再进入折射介质中，此时的入射 角称为全反射角（或临界角，用φ表示）， 当入射角大于临界角时，即产生全反射。
2.1晶体光学基础
5、二轴晶光率体 (1)形态——三轴椭球体，有大、中、
小三个主折射率，用Ng、Nm、Np表示。并且有正负之分。
(2)举例（镁橄榄石）： 当光波沿c轴方向入射， 发生双折射，产生二束偏 光，其一振动方向平行a 轴，折射率为 Ng=1.715，另一偏光振 动方向平行b轴，折射率 为Np=1.651,由此可得 ⊥c轴的椭圆切面；
（1）自形晶—晶形完整，一般为规则的多边形，边棱为直线。 在析晶早，结晶能力强，环境条件适宜晶体生长的条件下形成 （如：烧成良好的水泥熟料中的C3S晶体）；
5.1自然光与偏振光
1 自然光与偏振光
1.3 马吕斯定律 二向色性 : 某些物质能吸收某一方向的光振动 , 而只 让与这个方向垂直的光振动通过, 让与这个方向垂直的光振动通过 这种性质称二向色性 . 偏振片 ： 涂有二向色性材料的透明薄片 . 一 偏振化方向 ： 自然光 定方向的光通过 这个方向 偏振片 偏振片的偏振 只让某 方向 .
γ
2 反射和折射光的偏振态
偏振度
2 反射和折射光的偏振态
布儒斯特定律（ 布儒斯特定律（1812年） 年
i0 i0
空气 i2 玻璃
n1 n2
讨论
1）反射光和折射光互相垂直 . ）
sin i0 n2 = sin i2 n1
n2 sin i0 tan i0 = = n1 cos i0
i0 + i2 =
π cos i0 = sin i2 = cos( − i2 ) 2
π
2
i0 i0
i2
n1 n2
i0
玻璃
玻璃
i2 i2
n1 n2
2）根据光的可逆性，当入射光以 i2 角从 n2 介质入射于 ）根据光的可逆性， 可逆性 界面时， 界面时，此 i2 角即为布儒斯特角 . n2 n π cot i 0 = 1 = tan( − i 0 ) = tan i 2 tan i0 = n2 2 n1
I0
p1
p3
p1
α
p2
p3
I0
p1
I1
p2
I2
p3
I3
1 I1 = I 0 2
I0 2 I 2 = I1 cos α = cos α 2
2
I0
p1
I1
p2
I2
p3
偏光显微镜的原理及应用
偏光显微镜的原理及应用1. 偏光显微镜的原理偏光显微镜是一种利用偏振光原理来观察样品的显微镜。
它主要由偏光光源、偏光器、样品、偏光片和偏振检光光源等组成。
1.1 偏振光的产生偏振光是指在特定方向振动的光，一般通过偏振片来产生。
当自然光通过偏振片时，只有振动方向与偏振片同向的光可以通过，其他方向的光被阻挡。
1.2 双折射现象当光线通过一些特殊材料（比如石英、云母等）时，光线会被分成两个方向的光线，这种现象称为双折射。
一个方向的光线传播速度快，被称为快光线；另一个方向的光线传播速度慢，被称为慢光线。
1.3 偏光显微镜的构成偏光显微镜利用两个偏振光之间的干涉现象来观察样品。
它的光路比普通显微镜更加复杂，包括了偏振光源、偏振器、样品、偏光片和偏振检光光源等组件。
通过调整偏振片的方向和光源的强弱，可以改变样品的对比度和显示的特征。
2. 偏光显微镜的应用偏光显微镜在生命科学、材料科学、地质学等领域有广泛的应用，以下是一些常见的应用：2.1 结晶学研究偏光显微镜可以通过观察样品中的晶体结构和颜色来研究结晶性质。
由于不同晶体的双折射性质不同，所以在偏光显微镜下观察可以得到不同的颜色效果，从而推断晶体的成分和性质。
2.2 地质研究偏光显微镜在地质研究中有重要的应用。
通过观察岩石样品中的矿物晶体、纹层和构造特征，可以推断岩石的成因、变质程度和地质作用等。
2.3 生物学研究偏光显微镜在生物学研究中可以用于观察细胞、组织和生物标本。
通过调整偏振片的方向和光源的强弱，可以改变样品的对比度和显示的特征，帮助研究人员观察细胞结构、细胞分裂过程和细胞器等。
2.4 材料科学研究偏光显微镜在材料科学研究中可以用于分析材料的结构和性质。
通过观察材料样品中的晶体结构、显微组织和缺陷等特征，可以推断材料的组成、相变过程和力学性能等。
2.5 药学研究偏光显微镜在药学研究中可以用于观察药物的微观结构和性质。
通过观察药物样品中的颗粒、晶体和溶解度等特征，可以研究药物的制备工艺、稳定性和释放机制等。
偏光显微镜
镜像鉴定一、偏光显微镜1.偏光显微镜的原理偏光显微镜装有特制的偏光镜，主要是利用双折射与选择吸收产生偏光的原理制成的。
2.偏光显微镜的构造（1）镜座（2）镜臂（3）反光镜（4）下偏光镜（5）锁光圈（6）聚光镜（7）载物台（8）镜筒（9）物镜（10）目镜（11）上偏光镜（12）勃氏镜（13）粗、微动螺旋3.偏光显微镜的的调节（1）装卸镜头a)装卸目镜（十字丝在东西、南北方向上）b)装卸物镜（2）调节照明（对光）装上中倍物镜与目镜以后，推出上偏光镜与勃氏镜，打开锁光圈；转动反光镜对准光源，直到视域最亮为止。
注意：不要把反光镜直接对准太阳光，这样容易使眼睛疲劳。
（3）调节焦距a)将欲观察的薄片，置载物台中心，用夹子夹紧；b)从侧面看着镜头，旋转粗动螺丝，将镜筒下降到最低位置（高倍镜要下降到几乎与薄片接触为止）；c)从目镜里观察，并旋转粗动螺丝使镜筒缓缓上升，直到视域中物象清楚为止。
如果物象不够清楚，可转动微动螺丝使之清楚。
（4）校正中心在显微镜的光学系统中，载物台的旋转轴、物镜中轴、镜筒中轴及目镜中轴应当严格在一条直线上。
此时旋转物台，视域中心的物像不动，其余的物像则绕中心做圆周运动。
如果它们不在一条直线上，将影响光学性质的鉴定。
为此，必须进行校正中心，使它们在一条直线上。
校正中心的步骤如下：a)检查物镜是否安装在正确的位置上，因为校正有一定限度，如果物镜不在正确的位置上，则根本不能校好中心。
b)在薄片中选一小点，置视域中心（十字丝交点上）。
旋转物台一周，找出物像旋转中心的位置O点；c)再旋转物台180º，使小点至a´处；d)转动校正螺丝，使小点从a´移至O点；e)移动薄片，将小点移到十字丝中心，旋转物台若小点不动，则中心已校好；若离开十字丝中心，则说明中心还未完全校正，必须按上述步骤重复校正，直到完全校好。
f)若偏心很大，旋转物台小点由十字丝中心移到视域以外，则根据小点移动情况估计此偏心圆的中心O点方位。
偏光显微镜的基本原理
偏光显微镜的基本原理偏光显微镜是一种强大的显微镜，它在观察普通显微镜无法显示的样本时非常有用。
偏光显微镜采用特殊的光学组件来调整光线的震动方向，使得样本中的细节更加显著。
在本文中，我们将介绍偏光显微镜的基本原理。
偏振光和偏光镜偏振光是一种只在特定方向上震荡的光线。
当普通的自然光通过偏光镜时，只有与偏光镜允许的特定方向相符的光线才能通过。
偏光镜由偏振器和析光器两个部分组成。
偏振器是一个只允许特定方向的偏振光通过的滤光片。
析光器则是将这个偏振光转换为两个垂直于彼此的方向振动的线偏振光的组件。
偏光显微镜偏光显微镜由偏振器、样本、析光器和目镜组成。
在样本上方的偏振器只允许特定方向的偏振光进入样本中。
样本中的物质会转化光线震荡方向或使其延迟，这使得进入样本后的光线变得更加复杂。
在样本下方的析光器会接收这些变形的光线，并将它们转换为两个互相垂直的线偏振光，这些光线有不同的相位。
只有这些光线中的其中一个能够通过目镜并被观察者看到，因此显微镜呈现的是一个彩色的图像。
这种彩色图像称为显微镜图像或偏光图像。
相位差和双折射样本中的物质可以改变光线的相位差（或振动的相位）。
这种相位差是光线通过物质后在震荡方向和时间方面的偏差。
在偏光显微镜中，这个相位差会显示在显微镜图像中，可以用来确定样本的形状、结构和方向。
偏光显微镜利用的另一个重要特性是双折射。
许多材料具有双折射性质，这意味着它们会分离光线振动方向不同的两个偏振光线。
这些光线具有不同的传播速度和方向，因此会产生不同的相位差，导致显微镜图像中的彩色条纹。
总结偏光显微镜利用偏振光和双折射的原理来显示扩大样本的微小细节。
通过调整偏光器和析光器的位置和方向，可以通过偏光显微镜观察不同类型的样本，包括晶体、纤维和其他样本。
对于需要观察细微结构或分析样本组成的科学和工业应用而言，偏光显微镜是一个不可或缺的工具。
2.偏光显微分析
5. 光率体
光率体是表示光波在晶体中传播时，折射率随光波振动
方向变化的一种立体几何图形。是晶体光学研究中抽象出 的一个立体概念，实际晶体中并不存在。
做法：设想自晶体的
中心起，沿光波的各 个振动方向，按比例 截取相应的折射率值， 再把各个线段的终点 联系起来，构成了光 率体。
第一章 偏光显微镜(透射）分析
一、晶体光学基础
1、光的基本性质
光的波粒二象性
横波与纵波
波动学说解释晶体光学
纵波
电磁波谱 可见光： 3900-7700埃
横波
电磁波谱
2. 自然光和偏振光
——自然光：自然界普通光源发出的光，如太阳光和灯
光等，特点：在垂直光波传播方向的平面内，各方向都有 光波的振动且振幅相等。
概念：光学性质上各方向都相同的物 体，包括等轴晶系的晶体和非晶质 体。
光传播特点：光通过均质体物质时， 性质不变，振动方向与传播传播方 向不变，即自然光仍为自然光，偏 光仍为偏光。
均质体折射率只有一个。
光性非均质体：
概念：光学性质随方向而改变 物体，包括中级晶族和低级 晶族矿物。
光传播特点：光通过非均质体 物质时，除特殊方向外，要 发生双折射现象，即分解为 振动方向相互垂直，传播速 度不同，折射率不等的两种 偏光，两种偏光的折射率差 称为双折射率。
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。
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偏光显微镜的自然光和偏振光
Axio Lab A1 Pol Axio Scope A1 Pol
一、自然光和偏振光
自然光在窗过某些物质，经过反射、折射、吸收后，电磁波的振动波以被限制在一个方向上，其他方向振动的电磁波被大大削弱或消除。
这种在某个确定方向上振动的光称为偏振光。
偏振光的振动方向与光波传播方向所构成的平面称为振动面。
光是一种电磁波，属于横波（振动方向与传播方向垂直）。
一切实际的光源，如日光、烛光、日光灯及钨丝灯发出的光都叫自然光。
这些光都是大量原子、分子发光的总和。
虽然某一个原子或分子在某一瞬间发出的电磁波振动方向一致，但各个原子和分子发出的振动方向也不同，这种变化频率极快，因此，自然光是各个原子或分子发光的总和，可认为其电磁波的振动在各个方向上的几率相等。
二、直线偏振光、圆偏振光及椭圆偏振光
直线偏振光由于光线的振动方向都在同一个平面内，所以这偏振光又叫作平面偏振光正对光的传播方向看去，这种光的振动方向是一条直线，因此又叫直线偏振光或线偏振光。
当一束光线射入各向异性的晶体中时要分裂为两束沿不同方向传播的挑线，这种现象叫双折射现象发生双折射的两束光线都是偏振光。
这两束光线之一恒遵守光的折射定律，在改变入射方向时传播速度不发生变化，这条光线称为寻常光线，用o表示；另一束光线不遵守折射定律，当入射光线方向变化时，它的传播速度也随之变化，光的折射率不同，这束光称为非常光用e来表示。
在各向异性晶体中，存在有某些特殊方向，在这些方向上不发生双折射，寻常光线和非常光线传播方向和传播速度相同，这些方向称为晶体的光轴有一个光轴的晶体叫一轴晶，有两个光轴的晶体叫二轴晶。
对于二轴晶，双折射后的两束光线均为非常为光线。
（2）波晶片
波晶片简称波片，可用来改变或检验光的偏振情况。
当自然光沿一轴晶光轴入射时，不发生双折射现象。
如果垂直于晶体光轴入射时产生的o光和e光仍沿原入射方向传播，但传播速度和折射率不同，且传播速度相差最大。
如果在平行于一轴晶光轴方向上切下一薄片，这时晶片表面与光轴平持，这样制得的晶片叫波晶片当偏振光垂直于波片光轴入射时，在波
片内形成传播方向相同但传播速度不同的o光和e光。
如果波片越厚，o光和e光线波波长的整数倍，这种波片叫全波片。
依此类推，还有半波片和1/4波片等等。
（3）圆偏振光和椭圆偏振光的形成
一束自然光以垂直于一轴晶的光轴方向入射所产生的振动面互相垂直的两束偏振光是不相干的。
因为自然光是由光源中的不同分子和原子产生的，没有固定的位相差，所以不发生干涉。
但是当一束单色偏振光通过双折射物质后，所产生的两束偏振光是可以相干的。
相当于两个互相垂直的同周期的振动的合成。