正交偏光显微镜的使用

1、正交偏光显微镜的使用polarizing microscope一、实验目的1了解正交偏光显微镜的根本结构和工作原理；2学习正交偏光显微镜的样品制备方法；3学习正交偏光显微镜的操作；4掌握正交偏光显微镜图像的分析二、正交偏光显微镜的根本结构和工作原理偏光显微镜Polarizing microscope是载物台下装有起偏器，而在物镜与目镜之间装有 检偏器，从而检测出物质的各向同性和各向异性的一种双折射性质的显微镜。凡具有双折射 的物质，在偏光显微镜下就能分辨的清楚。偏光显微镜是以自然光和其它外来光作为光源， 利用光的偏振特性对具有双折射性物质进行研究鉴定，可做单偏光观察，正交偏光观察，锥 光观察。

2、2.1 正交偏光显微镜的结构 正交偏光显微镜与普通光学显微镜极其相似，其构造主要以下局部组成： 1镜座：是显微镜的底座，用以支持整个镜体。 2镜柱：是镜座上面直立的局部，用以连接镜座和镜臂。 3镜臂：一端连于镜柱，一端连于镜筒，是取放显微镜时手握部位。 4镜筒：连在镜臂的前上方，镜筒上端装有目镜，下端装有物镜转换器。5 目镜：装在镜筒的上端，通常备有 23个，上面刻有5X、10X、15X等符号以表示其 放大倍数。6物镜转换器旋转器 ：接于棱镜壳的下方，可自由转动，盘上有 45个圆孔，是安装 物镜部位，转动转换器，可以调换不同倍数的武警，当听到碰叩声时，方可进行观察，此时 物镜光轴恰好对准通光孔

3、中心，光路接通。转换物镜后，不允许使用粗调节器，只能用细调 节器，使像清晰。7 物镜：装在镜筒下端的旋转器上，一般有 34个物镜，其中最短的刻有“ 10X 符号的 为低倍镜，较长的刻有“ 40X符号的为高倍镜，最长的刻有“ 100X油符号的为油镜。 此外，在高倍镜和油镜上还通常加有一圈不同颜色的线，以示区别。 8上偏光镜检偏镜 ：9镜台载物台：在镜筒下方，形状有方、圆两种，用以放置玻片标本，中央有一通光 孔，我们所用的显微镜其镜台上装有玻片标本推进器推片器 ，推进器左侧有弹簧夹，用以 夹持玻片标本，镜台下有推进器调节轮，可使玻片标本作左右、前前方向的移动。10调节器：是装在镜座上的大小两种螺旋

4、，调节时使镜台作上下方向的移动。粗调节 器粗螺旋：大螺旋称粗调节器，移动时可使镜台作快速和较大幅度的升降，所以能迅速调 节物镜和标本之间的距离使物象呈现于视野中，通常在使用低倍镜时，先用粗调节器迅速找 到物象。细调节器细螺旋：小螺旋称细调节器，移动时可使镜台缓慢地升降，多在运用 高倍镜时使用，从而得到更清晰的物象，并借以观察标本的不同层次和不同深度的结构。11集光器聚光器：位于镜台下方的集光器架上，由聚光镜和光圈组成，其作用是把光 线集中到所要观察的标本上。聚光镜：由一片或数片透镜组成，起会聚光线的作用，加强 对标本的照明，并使光线射入物镜内，镜柱旁有一调节螺旋，转动它可升降聚光器，以调节 视

5、野中光亮度的强弱。光圈虹彩光圈：在聚光镜下方，由十几张金属薄片组成，其外侧 伸出一柄，推动它可调节其开孔的大小，以调节光量。 12下偏光镜起偏镜 ： 13反光镜：装在镜座上面，可向任意方向转动，它有平、凹两面，其作用是将光源光线 反射到聚光器上，再经通光孔照明标本，凹面镜聚光作用强，适于光线较弱的时候使用，平 面镜聚光作用弱，适于光线较强时使用。 14 CCD ： 15光源：正相镜检 Orthscope 又称无畸 变镜检，其 特点是使 用低倍 物镜 ， 不用伯特兰透 镜 BertrandLens,被研究对象可直接用偏振光研究。同时为使照明孔径变小，推开聚光镜的 上透镜。正相镜检用于检查物体的双

6、折射性。锥光镜检Conoscope又称干预镜检，研究在偏振光干预时产生的干预图样，这种方法用于 观察物体的单轴或双轴性。在该方法中，用强会聚偏振光束照明 正交偏光显微镜有两套光路系统：透射光路和反射光路。2.2 正交偏光显微镜的工作原理 综述根据光通过矿物晶体所发生的折射、反射、干预等现象或光在矿物磨光面上反射时 所产生的现象以及化学试剂的侵蚀反响等进行矿物晶体的鉴别和研究。 用于鉴定样品的组成、 物相，观察显微镜组织结构，测定样品的晶粒大小、折射率、显微硬度、研究样品在加热过 程中的形态和物相变化。 1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改变， 这种物质在

7、光学上就具有“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；假设光线通过另一物质时，光的速度、折射率、吸收性和光皮的振动性、振幅等因照射方 向而有不同，这种物质在光学上那么具有“各向异性 ，又称双折射体，如晶体、纤维等。 2光的偏振现象： 光波根据振动的特点，可分为自然光与偏光。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相同，其频率也相同；自然光经过反 射、折射、双折射及吸收等作用， 可以成为只在一个方向上振动的光波， 这种光波那么称为 “偏 光或“偏振光 。3偏光的产生极其作用： 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

8、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，近来偏光显微镜那么采用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。当普通光通过 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 ；另一个装置在在物镜与目镜之间的叫“检偏镜 ，有 手柄伸手镜筒或中间附件外方以便操作，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，如果起偏镜与检偏镜的振动方向互相平行，即处于“平行检偏立的情况下，那么 视场最为明亮。反之，

9、假设两者互相垂直，即处于“正交校偏位的情况下，那么视场完全黑暗， 如果两者倾斜，那么视场说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，那么能完全通过；如果偏斜，那么只以通过一局部；如假设 垂直，那么完全不能通过。因此，在采用偏光显微镜检时，原那么上要使起偏镜与检偏镜处于正 交检偏位的状态下进行。 4正交检偏位下的双折射体： 在正交的情况下，视场是黑暗的，如果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，这是因为起偏镜所形成的 直线偏振光的振动方向不发生变化， ，仍然与检偏镜的振动方向互相垂直的缘故。 假设被检物体

10、 中含有双折射性物质，那么这局部就会发光，这是因为从起偏镜射出的直线偏振光进入双折射 体后，产生振动方向互相垂直的两种直线偏振光，当这两种光通过检偏镜时，由于互相垂直， 或多或少可透过检偏镜，就能看到明亮的象。光线通过双折射体时，所形成两种偏振光的振 动方向，依物体的种类而有不同。双折射体在正交情况下，旋转载物台时，双折射体的象在 360°的旋转中有四次明暗变化，每隔90°变暗一次。变暗的位置是双折射体的两个振动方向与两个偏振镜的振动方向相一致的位置，称为“消光位置从消光位置旋转45°，被检物体变为最亮，这就是“对角位置 ，这是因为偏离 45°时，偏振光

11、到达该物体时，分解出 局部光线可以通过检偏镜，故而明亮。根据上述根本原理，利用偏光显微术就可能判断各向 同性单折射体和各向异性双折射体物质。 5干预色：在正交检偏位情况下，用各种不同波长的混合光线为光源观察双折射体，在旋 转载物台时，视场中不仅出现最亮的对角位置，而且还会看到颜色。出现颜色的原因，主要 是由干预色而造成 当然也能被检物体本身并非无色透明 。干预色的分布特点决定于双折射 体的种类和它的厚度，是由于相应推迟对不同颜色光的波长的依赖关系，如果被检物体的某 个区域的推迟和另一区域的推迟不同，那么透过检偏镜光的颜色也就不同。2.3 正交偏光显微镜的应用领域 双折射性是晶体的根本特征。因此

12、，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。三、样品制备方法3.1 制样要求1 块状样品：将块状样品的一面抛光或制成 0.3伽厚度的薄片；2粉末样品：将粉末样品磨细，与溶剂混合分散，滴在载玻片上制成样片即可用于观察。3.2 制样方法四、仪器与材料正交偏光显微

13、镜Orthoplan 偏光显微镜的操作规程：1)了解和检查显微镜所附电气设备及旋钮功用后，方可通电；2)对显微镜每一旋扭之功用都应清楚，转动螺旋应轻柔，转不动时绝不硬拧；3) 物镜应防止长时间受侵蚀，不得自行拆卸物镜、目镜及其他光学部件；4) 显微镜的操作使用。 根据需要装上相宜的物镜和目镜； 接通电源，调节光源位置，使视域明亮和均匀； 校正中心和两偏光镜正交，做好观察前准备工作； 准焦和观察a) 将预观察试样置于载物台中心，并用夹具夹紧；b) 两眼从侧面观察，使物镜尽量接近试片，但绝对防止物镜接触试片；c) 目视目镜，转动粗动螺旋使物台下降至看到试片中的矿物，再转动微调螺旋细调焦， 使矿物轮廓清晰时即可进行观察和测试工作；d) 按要求正确使用显微镜各种附件；e) 换取试片应稍降物台，