正交偏光顯微鏡的使用

1、正交偏光顯微鏡的使用polarizing microscope一、實驗?zāi)康?了解正交偏光顯微鏡的根本結(jié)構(gòu)和工作原理；2學(xué)習(xí)正交偏光顯微鏡的樣品制備方法；3學(xué)習(xí)正交偏光顯微鏡的操作；4掌握正交偏光顯微鏡圖像的分析二、正交偏光顯微鏡的根本結(jié)構(gòu)和工作原理偏光顯微鏡Polarizing microscope是載物臺下裝有起偏器，而在物鏡與目鏡之間裝有 檢偏器，從而檢測出物質(zhì)的各向同性和各向異性的一種雙折射性質(zhì)的顯微鏡。凡具有雙折射 的物質(zhì)，在偏光顯微鏡下就能分辨的清楚。偏光顯微鏡是以自然光和其它外來光作為光源， 利用光的偏振特性對具有雙折射性物質(zhì)進行研究鑒定，可做單偏光觀察，正交偏光觀察，錐 光觀察。

2、2.1 正交偏光顯微鏡的結(jié)構(gòu) 正交偏光顯微鏡與普通光學(xué)顯微鏡極其相似，其構(gòu)造主要以下局部組成： 1鏡座：是顯微鏡的底座，用以支持整個鏡體。 2鏡柱：是鏡座上面直立的局部，用以連接鏡座和鏡臂。 3鏡臂：一端連于鏡柱，一端連于鏡筒，是取放顯微鏡時手握部位。 4鏡筒：連在鏡臂的前上方，鏡筒上端裝有目鏡，下端裝有物鏡轉(zhuǎn)換器。5 目鏡：裝在鏡筒的上端，通常備有 23個，上面刻有5X、10X、15X等符號以表示其 放大倍數(shù)。6物鏡轉(zhuǎn)換器旋轉(zhuǎn)器 ：接于棱鏡殼的下方，可自由轉(zhuǎn)動，盤上有 45個圓孔，是安裝 物鏡部位，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器，可以調(diào)換不同倍數(shù)的武警，當(dāng)聽到碰叩聲時，方可進行觀察，此時 物鏡光軸恰好對準(zhǔn)通光孔

3、中心，光路接通。轉(zhuǎn)換物鏡后，不允許使用粗調(diào)節(jié)器，只能用細調(diào) 節(jié)器，使像清晰。7 物鏡：裝在鏡筒下端的旋轉(zhuǎn)器上，一般有 34個物鏡，其中最短的刻有“ 10X 符號的 為低倍鏡，較長的刻有“ 40X符號的為高倍鏡，最長的刻有“ 100X油符號的為油鏡。 此外，在高倍鏡和油鏡上還通常加有一圈不同顏色的線，以示區(qū)別。 8上偏光鏡檢偏鏡 ：9鏡臺載物臺：在鏡筒下方，形狀有方、圓兩種，用以放置玻片標(biāo)本，中央有一通光 孔，我們所用的顯微鏡其鏡臺上裝有玻片標(biāo)本推進器推片器 ，推進器左側(cè)有彈簧夾，用以 夾持玻片標(biāo)本，鏡臺下有推進器調(diào)節(jié)輪，可使玻片標(biāo)本作左右、前前方向的移動。10調(diào)節(jié)器：是裝在鏡座上的大小兩種螺旋

4、，調(diào)節(jié)時使鏡臺作上下方向的移動。粗調(diào)節(jié) 器粗螺旋：大螺旋稱粗調(diào)節(jié)器，移動時可使鏡臺作快速和較大幅度的升降，所以能迅速調(diào) 節(jié)物鏡和標(biāo)本之間的距離使物象呈現(xiàn)于視野中，通常在使用低倍鏡時，先用粗調(diào)節(jié)器迅速找 到物象。細調(diào)節(jié)器細螺旋：小螺旋稱細調(diào)節(jié)器，移動時可使鏡臺緩慢地升降，多在運用 高倍鏡時使用，從而得到更清晰的物象，并借以觀察標(biāo)本的不同層次和不同深度的結(jié)構(gòu)。11集光器聚光器：位于鏡臺下方的集光器架上，由聚光鏡和光圈組成，其作用是把光 線集中到所要觀察的標(biāo)本上。聚光鏡：由一片或數(shù)片透鏡組成，起會聚光線的作用，加強 對標(biāo)本的照明，并使光線射入物鏡內(nèi)，鏡柱旁有一調(diào)節(jié)螺旋，轉(zhuǎn)動它可升降聚光器，以調(diào)節(jié) 視

5、野中光亮度的強弱。光圈虹彩光圈：在聚光鏡下方，由十幾張金屬薄片組成，其外側(cè) 伸出一柄，推動它可調(diào)節(jié)其開孔的大小，以調(diào)節(jié)光量。 12下偏光鏡起偏鏡 ： 13反光鏡：裝在鏡座上面，可向任意方向轉(zhuǎn)動，它有平、凹兩面，其作用是將光源光線 反射到聚光器上，再經(jīng)通光孔照明標(biāo)本，凹面鏡聚光作用強，適于光線較弱的時候使用，平 面鏡聚光作用弱，適于光線較強時使用。 14 CCD ： 15光源：正相鏡檢 Orthscope 又稱無畸 變鏡檢，其 特點是使 用低倍 物鏡 ， 不用伯特蘭透 鏡 BertrandLens,被研究對象可直接用偏振光研究。同時為使照明孔徑變小，推開聚光鏡的 上透鏡。正相鏡檢用于檢查物體的雙

6、折射性。錐光鏡檢Conoscope又稱干預(yù)鏡檢，研究在偏振光干預(yù)時產(chǎn)生的干預(yù)圖樣，這種方法用于 觀察物體的單軸或雙軸性。在該方法中，用強會聚偏振光束照明 正交偏光顯微鏡有兩套光路系統(tǒng)：透射光路和反射光路。2.2 正交偏光顯微鏡的工作原理 綜述根據(jù)光通過礦物晶體所發(fā)生的折射、反射、干預(yù)等現(xiàn)象或光在礦物磨光面上反射時 所產(chǎn)生的現(xiàn)象以及化學(xué)試劑的侵蝕反響等進行礦物晶體的鑒別和研究。 用于鑒定樣品的組成、 物相，觀察顯微鏡組織結(jié)構(gòu)，測定樣品的晶粒大小、折射率、顯微硬度、研究樣品在加熱過 程中的形態(tài)和物相變化。 1單折射性與雙折射性： 光線通過某一物質(zhì)時，如光的性質(zhì)和進路不因照射方向而改變， 這種物質(zhì)在

7、光學(xué)上就具有“各向同性 ，又稱單折射體，如普通氣體、液體以及非結(jié)晶性固 體；假設(shè)光線通過另一物質(zhì)時，光的速度、折射率、吸收性和光皮的振動性、振幅等因照射方 向而有不同，這種物質(zhì)在光學(xué)上那么具有“各向異性 ，又稱雙折射體，如晶體、纖維等。 2光的偏振現(xiàn)象： 光波根據(jù)振動的特點，可分為自然光與偏光。自然光的振動特點是在垂 直光波傳導(dǎo)軸上具有許多振動面，各平面上振動的振幅相同，其頻率也相同；自然光經(jīng)過反 射、折射、雙折射及吸收等作用， 可以成為只在一個方向上振動的光波， 這種光波那么稱為 “偏 光或“偏振光 。3偏光的產(chǎn)生極其作用： 偏光顯微鏡最重要的部件是偏光裝置起偏器和檢偏器。 過去 兩者均為尼

8、科爾Nicola棱鏡組成，它是由天然的方解石制作而成，但由于受到晶體體積 較大的限制，難以取得較大面積的偏振，近來偏光顯微鏡那么采用人造偏振鏡來代替尼科爾梭 鏡。人造偏振鏡是以硫酸喹啉又名 Herapathite的晶體制作而成，呈綠橄欖色。當(dāng)普通光通過 它后，就能獲得只在一直線上振動的直線偏振光。偏光顯微鏡有兩個偏振鏡，一個裝置在光 源與被檢物體之間的叫“起偏鏡 ；另一個裝置在在物鏡與目鏡之間的叫“檢偏鏡 ，有 手柄伸手鏡筒或中間附件外方以便操作，其上有旋轉(zhuǎn)角的刻度。從光源射出的光線通過兩個 偏振鏡時，如果起偏鏡與檢偏鏡的振動方向互相平行，即處于“平行檢偏立的情況下，那么 視場最為明亮。反之，

9、假設(shè)兩者互相垂直，即處于“正交校偏位的情況下，那么視場完全黑暗， 如果兩者傾斜，那么視場說明出中等程度的亮度。由此可知，起偏鏡所形成的直線偏振光，如 其振動方向與檢偏鏡的振動方向平行，那么能完全通過；如果偏斜，那么只以通過一局部；如假設(shè) 垂直，那么完全不能通過。因此，在采用偏光顯微鏡檢時，原那么上要使起偏鏡與檢偏鏡處于正 交檢偏位的狀態(tài)下進行。 4正交檢偏位下的雙折射體： 在正交的情況下，視場是黑暗的，如果被檢物體在光學(xué)上表 現(xiàn)為各向同性單折射體 ，無論怎樣旋轉(zhuǎn)載物臺，視場仍為黑暗，這是因為起偏鏡所形成的 直線偏振光的振動方向不發(fā)生變化， ，仍然與檢偏鏡的振動方向互相垂直的緣故。 假設(shè)被檢物體

10、 中含有雙折射性物質(zhì)，那么這局部就會發(fā)光，這是因為從起偏鏡射出的直線偏振光進入雙折射 體后，產(chǎn)生振動方向互相垂直的兩種直線偏振光，當(dāng)這兩種光通過檢偏鏡時，由于互相垂直， 或多或少可透過檢偏鏡，就能看到明亮的象。光線通過雙折射體時，所形成兩種偏振光的振 動方向，依物體的種類而有不同。雙折射體在正交情況下，旋轉(zhuǎn)載物臺時，雙折射體的象在 360°的旋轉(zhuǎn)中有四次明暗變化，每隔90°變暗一次。變暗的位置是雙折射體的兩個振動方向與兩個偏振鏡的振動方向相一致的位置，稱為“消光位置從消光位置旋轉(zhuǎn)45°，被檢物體變?yōu)樽盍?，這就是“對角位置 ，這是因為偏離 45°時，偏振光

11、到達該物體時，分解出 局部光線可以通過檢偏鏡，故而明亮。根據(jù)上述根本原理，利用偏光顯微術(shù)就可能判斷各向 同性單折射體和各向異性雙折射體物質(zhì)。 5干預(yù)色：在正交檢偏位情況下，用各種不同波長的混合光線為光源觀察雙折射體，在旋 轉(zhuǎn)載物臺時，視場中不僅出現(xiàn)最亮的對角位置，而且還會看到顏色。出現(xiàn)顏色的原因，主要 是由干預(yù)色而造成 當(dāng)然也能被檢物體本身并非無色透明 。干預(yù)色的分布特點決定于雙折射 體的種類和它的厚度，是由于相應(yīng)推遲對不同顏色光的波長的依賴關(guān)系，如果被檢物體的某 個區(qū)域的推遲和另一區(qū)域的推遲不同，那么透過檢偏鏡光的顏色也就不同。2.3 正交偏光顯微鏡的應(yīng)用領(lǐng)域 雙折射性是晶體的根本特征。因此

12、，偏光顯微鏡被廣泛地應(yīng)用在礦物、化學(xué)等領(lǐng)域。在 生物學(xué)中很多結(jié)構(gòu)也具有雙折射性，這就需要利用偏光顯微鏡加以區(qū)分。在植物學(xué)方面，如 鑒別纖維、染色體、紡錘絲、淀粉粒、細胞壁以及細胞質(zhì)與組織中是否含有晶體等。在植物 病理上，病菌的入侵，常引起組織內(nèi)化學(xué)性質(zhì)的改變，可以偏光顯微術(shù)進行鑒別。在人體及 動物學(xué)方面，常利用偏光顯微術(shù)來鑒別骨骷、牙齒、膽固醇、神經(jīng)纖維、腫瘤細胞、橫紋肌 和毛發(fā)等。三、樣品制備方法3.1 制樣要求1 塊狀樣品：將塊狀樣品的一面拋光或制成 0.3伽厚度的薄片；2粉末樣品：將粉末樣品磨細，與溶劑混合分散，滴在載玻片上制成樣片即可用于觀察。3.2 制樣方法四、儀器與材料正交偏光顯微

13、鏡Orthoplan 偏光顯微鏡的操作規(guī)程：1)了解和檢查顯微鏡所附電氣設(shè)備及旋鈕功用后，方可通電；2)對顯微鏡每一旋扭之功用都應(yīng)清楚，轉(zhuǎn)動螺旋應(yīng)輕柔，轉(zhuǎn)不動時絕不硬擰；3) 物鏡應(yīng)防止長時間受侵蝕，不得自行拆卸物鏡、目鏡及其他光學(xué)部件；4) 顯微鏡的操作使用。 根據(jù)需要裝上相宜的物鏡和目鏡； 接通電源，調(diào)節(jié)光源位置，使視域明亮和均勻； 校正中心和兩偏光鏡正交，做好觀察前準(zhǔn)備工作； 準(zhǔn)焦和觀察a) 將預(yù)觀察試樣置于載物臺中心，并用夾具夾緊；b) 兩眼從側(cè)面觀察，使物鏡盡量接近試片，但絕對防止物鏡接觸試片；c) 目視目鏡，轉(zhuǎn)動粗動螺旋使物臺下降至看到試片中的礦物，再轉(zhuǎn)動微調(diào)螺旋細調(diào)焦， 使礦物輪廓清晰時即可進行觀察和測試工作；d) 按要求正確使用顯微鏡各種附件；e) 換取試片應(yīng)稍降物臺，