Ievads zināšanās, kas saistītas ar polarizējošo mikroskopiju
Polarizācijas mikroskops ir mikroskops, kas ievieto polarizatoru un polarizatoru optiskā mikroskopa optiskajā sistēmā, lai pārbaudītu parauga anizotropiju un divreizējo lūzumu. Gan polarizācijas spogulis, gan polarizācijas spogulis ir izgatavoti no polarizācijas prizmas vai Nicol prizmas no polarizācijas plāksnes. Pirmais ir uzstādīts starp gaismas avotu un paraugu, bet otrais ir uzstādīts starp objektīvu un kontaktlēcu vai virs kontaktlēcas. Bioloģiskajos paraugos muskuļu šķiedrām, kauliem un zobiem ir anizotropija, savukārt cietes granulām, hromosomām un vārpstām ir divējāda laušana, tāpēc tās tiek izmantotas audu šūnu ķīmiskajā izpētē. Gaismas avots var izmantot viena viļņa garuma gaismu. Tā kā bioloģiskie paraugi ir ievērojami vājāki, salīdzinot ar metalogrāfiskajiem, iežu vai kristāliskajiem materiāliem, to interferences krāsas dažreiz tiek izmantotas, pievienojot un atņemot parādības, ko izraisa jutīgas polarizācijas plāksnes.
1, dabiskā gaisma un polarizētā gaisma
Gaisma ir elektromagnētiskais vilnis, kas pieder pie šķērsviļņa (vibrācijas virziens ir perpendikulārs izplatīšanās virzienam). Visi faktiskie gaismas avoti, piemēram, saules gaisma, sveču gaisma, dienasgaismas spuldzes un volframa kvēlspuldzes, izstaro gaismu, ko sauc par dabisko gaismu. Šīs gaismas ir liela skaita atomu un molekulu luminiscences summa. Lai gan elektromagnētisko viļņu vibrācijas virziens, ko izstaro noteikts atoms vai molekula, noteiktā brīdī ir konsekvents, arī katra atoma un molekulas izstarotais vibrācijas virziens ir atšķirīgs, un šo izmaiņu frekvence ir ārkārtīgi ātra. Tāpēc dabiskā gaisma ir katra atoma vai molekulas izstarotās gaismas summa, un var uzskatīt, ka tās elektromagnētisko viļņu vibrācijas iespējamība visos virzienos ir vienāda.
Dabiskā gaisma logā iziet cauri noteiktām vielām, un pēc atstarošanas, refrakcijas un absorbcijas elektromagnētisko viļņu vibrācijas viļņi tiek ierobežoti vienā virzienā, savukārt citu virzienu vibrācijas viļņi tiek ievērojami vājināti vai izslēgti. Šāda veida gaismu, kas vibrē noteiktā virzienā, sauc par polarizēto gaismu. Plakni, ko veido polarizētās gaismas vibrācijas virziens un gaismas viļņu izplatīšanās virziens, sauc par vibrācijas virsmu.
Lineāra polarizēta gaisma, cirkulāri polarizēta gaisma un eliptiski polarizēta gaisma
1. Lineāra polarizēta gaisma
Lineāro polarizēto gaismu, ņemot vērā to, ka gaismas vibrācijas virziens atrodas vienā plaknē, sauc arī par plaknes polarizēto gaismu. Skatoties gaismas izplatīšanās virzienā, šāda veida gaismas vibrācijas virziens ir taisna līnija, tāpēc to sauc arī par lineāro polarizēto gaismu vai lineāri polarizēto gaismu.
2. Cirkulāri polarizēta gaisma un eliptiski polarizēta gaisma
(1) Gaismas divkāršās laušanas parādība un kristālu optiskā ass
Kad gaismas stars nonāk anizotropā kristālā, tas sadalās divos staros, kas izplatās dažādos virzienos. Šo parādību sauc par divkāršo laušanu. Abi gaismas stari, kas tiek pakļauti divkāršai lūzumam, ir polarizēta gaisma. Viens no šiem diviem gaismas stariem vienmēr ievēro gaismas laušanas likumu, un, mainot krišanas virzienu, izplatīšanās ātrums nemainās. Šo gaismas staru sauc par parasto staru, ko attēlo o; Otrs gaismas stars neatbilst refrakcijas likumam. Mainoties krītošās gaismas virzienam, mainās arī tās izplatīšanās ātrums, un atšķiras gaismas laušanas koeficients. Šo gaismas staru sauc par neparasto gaismu, un to attēlo e.
Anizotropos kristālos ir noteikti īpaši virzieni, kuros divkāršā laušana nenotiek. Parastie un neparastie gaismas stari izplatās vienā virzienā un ātrumā, un šos virzienus sauc par kristāla optisko asi. Kristālu ar vienu optisko asi sauc par vienaksiālo kristālu, bet kristālu ar divām optiskām asīm sauc par biaksiālo kristālu. Divaksiālajiem kristāliem abi gaismas kūļi pēc divkāršās laušanas ir ļoti viegli.
(2) Viļņu mikroshēma
Viļņu plāksnes, saīsināti kā viļņu plāksnes, var izmantot, lai mainītu vai pārbaudītu gaismas polarizāciju. Kad dabiskā gaisma krīt pa vienaksiālo kristāla asi, divkāršā laušana nenotiek. Ja o-gaisma un e-gaisma, kas rodas, krītot perpendikulāri kristāla optiskajai asij, joprojām izplatās pa sākotnējo krišanas virzienu, bet ar atšķirīgu izplatīšanās ātrumu un laušanas koeficientu, un izplatīšanās ātruma atšķirība ir vislielākā. Ja plānu plēvi sagriež virzienā, kas ir paralēls kristāla optiskajai asij, un mikroshēmas virsma ir līdzena ar optisko asi, iegūto mikroshēmu sauc par viļņu mikroshēmu. Kad polarizētā gaisma krīt perpendikulāri viļņu plāksnes optiskajai asij, tā veido gaismu un gaismu ar vienādu izplatīšanās virzienu, bet atšķirīgu izplatīšanās ātrumu viļņu plāksnes iekšpusē.
