Introducción a los conocimientos relacionados con la microscopía de polarización.
El microscopio de polarización es un microscopio que inserta un polarizador y un polarizador en el sistema óptico de un microscopio óptico para examinar la anisotropía y la birrefringencia de la muestra. El espejo polarizador y el espejo polarizador están hechos de un prisma polarizador o un prisma Nicol de una placa polarizadora. El primero se instala entre la fuente de luz y la muestra, mientras que el segundo se instala entre la lente objetivo y la lente de contacto o encima de la lente de contacto. En muestras biológicas, las fibras musculares, los huesos y los dientes exhiben anisotropía, mientras que los gránulos de almidón, los cromosomas y los husos exhiben birrefringencia, lo que los utiliza en la investigación química de las células de los tejidos. La fuente de luz puede utilizar luz de longitud de onda única. Debido a la birrefringencia significativamente más débil de las muestras biológicas en comparación con los materiales metalográficos, rocosos o cristalinos, sus colores de interferencia a veces se utilizan a través de los fenómenos de suma y resta causados por placas de polarización sensibles.
1, luz natural y luz polarizada.
La luz es una onda electromagnética que pertenece a la onda transversal (la dirección de vibración es perpendicular a la dirección de propagación). Todas las fuentes de luz reales, como la luz solar, la luz de las velas, las lámparas fluorescentes y las lámparas de filamento de tungsteno, emiten una luz que se denomina luz natural. Estas luces son la suma de la luminiscencia de una gran cantidad de átomos y moléculas. Aunque la dirección de vibración de las ondas electromagnéticas emitida por un determinado átomo o molécula es consistente en un momento determinado, la dirección de vibración emitida por cada átomo y molécula también es diferente, y la frecuencia de este cambio es extremadamente rápida. Por tanto, la luz natural es la suma de la luz emitida por cada átomo o molécula, y se puede considerar que la probabilidad de que su onda electromagnética vibre en todas direcciones es igual.
La luz natural pasa a través de ciertas sustancias en la ventana y, después de la reflexión, refracción y absorción, las ondas de vibración de las ondas electromagnéticas se limitan en una dirección, mientras que las ondas de vibración de otras direcciones se debilitan o eliminan en gran medida. Este tipo de luz que vibra en una determinada dirección se llama luz polarizada. El plano formado por la dirección de vibración de la luz polarizada y la dirección de propagación de las ondas luminosas se denomina superficie de vibración.
Luz polarizada lineal, luz polarizada circularmente y luz polarizada elípticamente
1. Luz polarizada lineal
La luz polarizada lineal, debido a que la dirección de vibración de la luz está en el mismo plano, también se denomina luz polarizada plana. Cuando se ve en la dirección de propagación de la luz, la dirección de vibración de este tipo de luz es una línea recta, por lo que también se la llama luz polarizada lineal o luz polarizada linealmente.
2. Luz polarizada circularmente y luz polarizada elípticamente
(1) El fenómeno de la birrefringencia de la luz y el eje óptico de los cristales.
Cuando un haz de luz entra en un cristal anisotrópico, se divide en dos rayos que se propagan en diferentes direcciones. Este fenómeno se llama birrefringencia. Ambos haces de luz que sufren birrefringencia son luz polarizada. Uno de estos dos haces de luz siempre sigue la ley de refracción de la luz y la velocidad de propagación no cambia al cambiar la dirección de incidencia. Este haz de luz se llama rayo ordinario, representado por o; El otro haz de luz no sigue la ley de refracción. Cuando cambia la dirección de la luz incidente, su velocidad de propagación también cambia y el índice de refracción de la luz es diferente. Este haz de luz se llama luz extraordinaria y está representado por e.
En los cristales anisotrópicos, existen ciertas direcciones especiales en las que no se produce la birrefringencia. Los rayos de luz ordinarios y extraordinarios se propagan en la misma dirección y velocidad, y estas direcciones se denominan eje óptico del cristal. Un cristal con un eje óptico se llama cristal uniaxial y un cristal con dos ejes ópticos se llama cristal biaxial. Para los cristales biaxiales, ambos haces de luz después de la birrefringencia son muy ligeros.
(2) chip de onda
Las placas onduladas, abreviadas como placas onduladas, se pueden utilizar para cambiar o probar la polarización de la luz. Cuando la luz natural incide a lo largo del eje del cristal uniaxial, no se produce birrefringencia. Si la luz o y la luz e generadas cuando inciden perpendicularmente al eje óptico del cristal aún se propagan a lo largo de la dirección de incidencia original, pero con diferentes velocidades de propagación e índices de refracción, la diferencia en las velocidades de propagación es mayor. Si se corta una película delgada en dirección paralela al eje óptico de un cristal y la superficie del chip es plana con respecto al eje óptico, el chip resultante se llama chip ondulado. Cuando la luz polarizada incide perpendicular al eje óptico de la placa de ondas, se forma luz o y luz con la misma dirección de propagación pero diferentes velocidades de propagación dentro de la placa de ondas.
