偏光顯微鏡ppt課件

1、偏光顯微鏡,Polarizing Optical Microscopy,偏光顯微鏡,OM成像原理 POM構(gòu)造 POM應(yīng)用實(shí)例 球晶形態(tài)觀察 球晶生長測定,導(dǎo)言,在材料的各種儀器分析方法中，最簡單的是光學(xué)顯微鏡法（Optical Microscopy） 。顯微鏡價格低，結(jié)構(gòu)分析比較直觀，因而被廣泛應(yīng)用。 可用于材料結(jié)構(gòu)研究的顯微鏡有偏光顯微鏡（Polarizing Optical Microscope, POM）、相差顯微鏡（Phase Contrast Microscope）等。,凸透鏡成像,Polymer Microscopy, 3rd Edition, p. 30,光學(xué)顯微鏡成像原理,物體

2、經(jīng)過物鏡形成一個放大的實(shí)像，該實(shí)像經(jīng)過目鏡和人眼透鏡組在視網(wǎng)膜上形成實(shí)像；視網(wǎng)膜和大腦會把該實(shí)像感知為距離人眼25cm處放大的虛像。,Fundamentals of Light Microscopy and Electronic Imaging, p. 3,Airy斑,由于光的衍射效應(yīng)，使得即使是物體為一個理想的點(diǎn)，其投射產(chǎn)生的像實(shí)際上也為一個衍射斑（Airy斑）。 Airy斑的強(qiáng)度約84%集中在中心亮斑上，一般肉眼只能看到中心亮斑，因此常以Airy斑的第一暗環(huán)的半徑來衡量其大小。,Electron Microscopy and Analysis, 3rd Edition, p. 11,Air

3、y斑及顯微分辨限,Fundamentals of Light Microscopy and Electronic Imaging, p. 88,當(dāng)兩個點(diǎn)接近到一定程度時，二者投射產(chǎn)生的Airy斑會重疊而分辨不開，即顯微技術(shù)存在分辨極限。,Airy斑及顯微分辨限,通常把兩個Airy斑中心間距等于Airy斑半徑時，物平面上相應(yīng)的兩個物點(diǎn)間距定義為分辨極限。,Electron Microscopy and Analysis, 3rd Edition, p. 11,光學(xué)顯微鏡的分辨率,當(dāng)兩個Airy斑中心間距等于Airy斑半徑時，物平面上相應(yīng)兩個物點(diǎn)的間距即顯微分辨率（也稱分辨本領(lǐng)） NA為物鏡的數(shù)值

4、孔徑，代表了物鏡收集光線的能力。 對于光學(xué)透鏡，NA最大時，顯微鏡的分辨率,光學(xué)顯微鏡的應(yīng)用,光學(xué)顯微鏡的極限分辨率約為0.2 m，材料的結(jié)構(gòu)剖析的很多內(nèi)容落在該尺度范圍內(nèi)，例如聚合物的結(jié)晶形態(tài)、結(jié)晶形成過程和取向、共混物或（嵌段、接枝）共聚物的區(qū)域結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料的多相結(jié)構(gòu)以及聚合物液晶態(tài)的織構(gòu)等。,POM構(gòu)造,光的偏振及偏振片,Fundamentals of Light Microscopy and Electronic Imaging, p. 120,POM原理,光線從中通過呈光學(xué)各向同性的聚合物熔融態(tài)或無定形態(tài)時不改變偏振方向，因此，用偏光顯微鏡觀察時，視野是全暗的。 光線通過呈光學(xué)各向

5、異性的聚合物結(jié)晶態(tài)或取向態(tài)時會分解成振動方向相互垂直的兩束光，因此，用偏光顯微鏡觀察時，會呈現(xiàn)特征的視野。,特征視野的數(shù)學(xué)解釋,P-P為起偏振動方向，A-A為檢偏振動方向。 N-N、M-M是晶體內(nèi)某切面內(nèi)的兩個振動方向。 設(shè)N-N與P-P的夾角為。,特征視野的數(shù)學(xué)解釋,進(jìn)入起偏片后的平面偏振光的振幅為OB，光繼續(xù)射到晶體上，由于M-M、N-N與P-P都不一致，因而要將矢量分解到這兩個振動面上，N方向和M方向的光矢量分別為OD和OE。,特征視野的數(shù)學(xué)解釋,自晶體透出的平面偏振光繼續(xù)射到檢偏片上，由于A-A與M-M、N-N也不一致，故將再次將每一平面偏振光一分為二，最后在A-A面上的光為方向相反、

6、振幅相同的OG、OF。,特征視野的數(shù)學(xué)解釋,最終透過檢偏片的合成波為 由于這兩束光速度不等，會存在相位差，那么 透過檢偏片的合成波為,特征視野的數(shù)學(xué)解釋,則透過檢偏片的合成波為 由于光的強(qiáng)度與振幅的平方成正比，所以合成光的強(qiáng)度為,POM應(yīng)用實(shí)例之球晶觀察,當(dāng) = 0o、90o、180o和270o時， sin2為0，這幾個角度沒有光線通過； 當(dāng)為45o的奇數(shù)倍時，sin2有極大值，因而視野最亮。 于是，球晶在正交偏光顯微鏡下呈現(xiàn)特有的消光十字圖像。,An Introduction to Polymer Physics, p. 134,球晶晶片扭轉(zhuǎn)及消光同心環(huán),Organic Chemistry and Physical Chemistry of Polymers, p. 130,高分子物理 (第三版), p. 156,POM應(yīng)用實(shí)例之球晶觀察,線形聚乙烯熔體冷卻形成的球晶,ZieglerNatta催化劑合成的等規(guī)聚丙烯等溫結(jié)晶形成的球晶,Molecular Characterization and Analysis of Polymers, P. 274,POM應(yīng)用實(shí)例之球晶生長