Микроскопия в поляризованном свете

Принцип работы поляризационного микроскопа

Микроскопия в поляризованном свете может означать любой из ряда методов оптической микроскопии , использующих поляризованный свет . Простые методы включают освещение образца поляризованным светом. Непосредственно проходящий свет можно дополнительно заблокировать с помощью поляризатора, ориентированного под углом 90 градусов к освещению. Более сложные методы микроскопии, использующие поляризованный свет, включают дифференциальную интерференционно-контрастную микроскопию и микроскопию интерференционного отражения . Ученые часто используют устройство, называемое поляризационной пластиной, для преобразования естественного света в поляризованный. ^[1]

Эти методы освещения чаще всего используются на образцах с двойным лучепреломлением, где поляризованный свет сильно взаимодействует с образцом и, таким образом, создает контраст с фоном. Микроскопия в поляризованном свете широко используется в оптической минералогии .

История [ править ]

Хотя изобретение поляризационного микроскопа обычно приписывается Дэвиду Брюстеру примерно в 1815 году, Брюстер четко признает приоритет Генри Фокса Талбота , опубликовавшего свою работу в 1834 году ^[2]^[3].

Диаграмма Мишеля-Леви [ править ]

Таблица цветов интерференции Мишеля-Леви, выпущенная Zeiss Microscopy

Когда поляризованный свет проходит через образец с двойным лучепреломлением, разность фаз между быстрым и медленным направлениями изменяется в зависимости от толщины и длины волны используемого света. Разница оптического пути (opd) определяется как , где t - толщина образца. ${\ displaystyle {opd} = \ Delta \, n \ cdot t}$

Затем это приводит к разности фаз между светом, проходящим в двух направлениях вибрации . Например, если разность оптических путей равна , то разность фаз будет равной , и поэтому поляризация будет перпендикулярна исходной, в результате чего весь свет пройдет через анализатор для скрещенных поляров. Если разность оптических путей равна , то разность фаз будет равной , и поэтому поляризация будет параллельна исходной. Это означает, что никакой свет не сможет пройти через анализатор, к которому он теперь перпендикулярен. ${\ Displaystyle \ дельта \, = 2 \ пи \, (\ Дельта \, п \ CDOT т / \ лямбда \,)}$ ${\ displaystyle \ lambda \, / 2}$ ${\ displaystyle \ pi}$ ${\ displaystyle {n} \ cdot \ lambda \,}$ ${\ Displaystyle 2 {п} \ cdot \ pi}$

Диаграмма Мишеля-Леви (названная в честь Огюста Мишеля-Леви ) возникает, когда поляризованный белый свет проходит через образец с двойным лучепреломлением. Если образец имеет однородную толщину, то только одна конкретная длина волны будет соответствовать вышеуказанному условию, описанному выше, и будет перпендикулярна направлению анализатора. Это означает, что вместо того, чтобы видеть на анализаторе полихроматический свет, будет удалена одна определенная длина волны. Эту информацию можно использовать по-разному:

Если двулучепреломление известно, то можно определить толщину t образца.
Если толщина известна, то двулучепреломление образца может быть определено

Чем больше порядок разности оптических путей, тем более вероятно, что из спектра удаляется больше длин волн света. Это приводит к тому, что цвет кажется «размытым», и становится труднее определить свойства образца. Однако это происходит только тогда, когда образец относительно толстый по сравнению с длиной волны света.

Сравнение методов просвечивания, используемых для создания контраста в образце тонкой бумаги . 1,559 мкм / пиксель.
Освещение кроссполяризованным светом, контраст образца достигается за счет вращения поляризованного света через образец.
Освещение в ярком поле , контраст образца зависит от поглощения света образцом.
Освещение темного поля , контраст образца исходит от света, рассеянного образцом.
Фазово-контрастное освещение, контраст образца возникает из-за интерференции света разной длины через образец.

См. Также [ править ]

Петрографический микроскоп

Ссылки [ править ]

^ «Основы поляризационной микроскопии» (PDF) . Олимп. Архивировано 15 декабря 2016 года (PDF) . Проверено 15 декабря 2016 .
^ Дэвид Брюстер (2021). Трактат о микроскопе . Томас Аллан . Проверено 4 января 2021 года .
^ Уильям Генри Фокс Талбот (1834). «XLIV. Опыты на свете» . Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 5 (29): 321–334. DOI : 10.1080 / 14786443408648474 .

Внешние ссылки [ править ]

Поляризованный световой микроскоп (Université Paris Sud)

[1] «Основы поляризационной микроскопии» (PDF) . Олимп. Архивировано 15 декабря 2016 года (PDF) . Проверено 15 декабря 2016 .

[2] Дэвид Брюстер (2021). Трактат о микроскопе . Томас Аллан . Проверено 4 января 2021 года .

[3] Уильям Генри Фокс Талбот (1834). «XLIV. Опыты на свете» . Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 5 (29): 321–334. DOI : 10.1080 / 14786443408648474 .

[1]