Sissejuhatus polariseeriva mikroskoopiaga seotud teadmistesse
Polarisatsioonimikroskoop on mikroskoop, mis sisestab polarisaatori ja polarisaatori optilise mikroskoobi optilisse süsteemi, et uurida proovi anisotroopiat ja kaksikmurdumist. Polariseeriv peegel ja polarisatsioonipeegel on mõlemad valmistatud polariseerivast prismast või Nicol prismast polariseerivast plaadist. Esimene on paigaldatud valgusallika ja näidise vahele, teine aga objektiivi ja kontaktläätse vahele või kontaktläätse kohale. Bioloogilistes proovides on lihaskiud, luud ja hambad anisotroopsed, samas kui tärklisegraanulitel, kromosoomidel ja spindlitel on kahekordne murdumine, mistõttu neid kasutatakse koerakkude keemilises uurimistöös. Valgusallikas võib kasutada ühe lainepikkusega valgust. Kuna bioloogiliste proovide kaksikmurdumine on oluliselt nõrgem võrreldes metallograafiliste, kivimite või kristalsete materjalidega, kasutatakse mõnikord nende interferentsivärve tundlike polarisatsiooniplaatide poolt põhjustatud liitmis- ja lahutamisnähtuste kaudu.
1, loomulik valgus ja polariseeritud valgus
Valgus on elektromagnetlaine, mis kuulub ristlaine hulka (vibratsiooni suund on levimissuunaga risti). Kõik tegelikud valgusallikad, nagu päikesevalgus, küünlavalgus, luminofoorlambid ja volframist hõõglambid, kiirgavad valgust, mida nimetatakse loomulikuks valguseks. Need tuled on suure hulga aatomite ja molekulide luminestsentsi summa. Kuigi teatud aatomi või molekuli kiirgav elektromagnetlaine vibratsioonisuund on teatud hetkel ühtlane, on ka iga aatomi ja molekuli poolt kiiratav vibratsioonisuund erinev ning selle muutuse sagedus on ülikiire. Seetõttu on loomulik valgus iga aatomi või molekuli poolt kiiratava valguse summa ja võib arvata, et selle elektromagnetlaine vibratsiooni tõenäosus kõigis suundades on võrdne.
Looduslik valgus läbib aknas teatud aineid ning pärast peegeldumist, murdumist ja neeldumist on elektromagnetlainete vibratsioonilained ühes suunas piiratud, teiste suundade vibratsioonilained aga tugevalt nõrgenenud või elimineeritud. Seda tüüpi valgust, mis vibreerib teatud suunas, nimetatakse polariseeritud valguseks. Polariseeritud valguse vibratsioonisuunast ja valguslainete levimissuunast moodustunud tasapinda nimetatakse vibratsioonipinnaks.
Lineaarne polariseeritud valgus, ringpolariseeritud valgus ja elliptiliselt polariseeritud valgus
1. Lineaarne polariseeritud valgus
Lineaarset polariseeritud valgust, mis tuleneb asjaolust, et valguse vibratsiooni suund on samas tasapinnas, nimetatakse ka tasapinnaliseks polariseeritud valguseks. Valguse levimise suunas vaadatuna on seda tüüpi valguse vibratsioonisuund sirgjoon, seega nimetatakse seda ka lineaarseks polariseeritud valguseks või lineaarselt polariseeritud valguseks.
2. Ringpolariseeritud valgus ja elliptiliselt polariseeritud valgus
(1) Valguse ja kristallide optilise telje kaksikmurdumise nähtus
Kui valguskiir siseneb anisotroopsesse kristalli, jaguneb see kaheks eri suundades levivaks kiireks. Seda nähtust nimetatakse kahekordseks murdumiseks. Mõlemad valguskiired, mis läbivad kaksikmurdumise, on polariseeritud valgus. Üks neist kahest valguskiirest järgib alati valguse murdumisseadust ja levimiskiirus ei muutu valguse langemise suuna muutmisel. Seda valguskiirt nimetatakse tavaliseks kiireks, mida tähistab o; Teine valguskiir ei järgi murdumisseadust. Kui langeva valguse suund muutub, muutub ka selle levimiskiirus ning valguse murdumisnäitaja on erinev. Seda valguskiirt nimetatakse erakordseks valguseks ja seda tähistab e.
Anisotroopsetes kristallides on teatud erisuunad, milles kaksikmurdumine ei toimu. Tavalised ja erakordsed valguskiired levivad samas suunas ja kiirusega ning neid suundi nimetatakse kristalli optiliseks teljeks. Ühe optilise teljega kristalle nimetatakse üheteljelisteks kristallideks ja kahe optilise teljega kristalle kaheteljelisteks kristallideks. Kaheteljeliste kristallide puhul on mõlemad valguskiired pärast kaksikmurdmist väga kerged.
(2) Lainekiip
Laineplaate, lühendatult laineplaate, saab kasutada valguse polarisatsiooni muutmiseks või testimiseks. Kui loomulik valgus langeb piki üheteljelist kristalli telge, siis kaksikmurdumist ei toimu. Kui kristalli optilise teljega risti langemisel tekkiv o-valgus ja e-valgus levivad endiselt piki algset langemissuunda, kuid erineva levimiskiiruse ja murdumisnäitajaga ning levimiskiiruste erinevus on suurim. Kui õhuke kile lõigatakse kristalli optilise teljega paralleelselt ja kiibi pind on optilise teljega tasane, nimetatakse saadud kiipi lainekiibiks. Kui polariseeritud valgus langeb laineplaadi optilise teljega risti, moodustab see laineplaadi sees ühesuguse levimissuunaga, kuid erineva levimiskiirusega valguse ja e valguse.
