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顯微成像·洞察微觀之美

Microscopic imaging, insight into the beauty of micro

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光學(xué)顯微鏡觀察方式大盤點(diǎn):偏光

發(fā)布時(shí)間:2025-02-15

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光學(xué)顯微鏡觀察方式大盤點(diǎn):偏光


偏光觀察方式(Polarization,簡(jiǎn)稱Pol)

自然光經(jīng)過反射、折射、雙折射及吸收等作用,可得到只在一個(gè)方向上振動(dòng)的光波,這種光波稱為“偏光”或“偏振光”。偏光觀察方式就是利用光的偏振特性對(duì)具有雙折射性物質(zhì)進(jìn)行研究鑒定,被廣泛地應(yīng)用在礦物、化學(xué)、生物學(xué)(如鑒定骨骼、牙齒、膽固醇、神經(jīng)纖維、腫瘤細(xì)胞、橫紋肌和毛發(fā)等)和植物學(xué)等領(lǐng)域。



偏光觀察下的尼群地平


(1)成像原理


光的偏振


晶體在光學(xué)性質(zhì)上具有雙折射性,也稱各向異性,即光線在通過晶體時(shí),分解成兩種振動(dòng)方向互相垂直且傳播速度不等的偏光,如上圖光經(jīng)過晶體(雙折射體)后,被分解成A光和B光兩個(gè)偏振光,他們方向相互垂直,但相位不同,其差異與雙折射體厚度相關(guān)。



方解石雙折射現(xiàn)象演示


礦物、植物中的纖維、骨骼、牙齒、毛發(fā)、淀粉粒等諸多物質(zhì)屬于或含有晶體成體。以方解石演示,透過方解石看紙面上的“光”字,會(huì)出現(xiàn)o光和e光兩個(gè)像,并且隨著方晶石的旋轉(zhuǎn),o光的像不動(dòng),e光的像會(huì)繞著o光的像旋轉(zhuǎn)。


(2)關(guān)鍵部件

偏光顯微鏡有簡(jiǎn)易偏光和專業(yè)偏光的區(qū)別,簡(jiǎn)易偏光關(guān)鍵部件是起偏器和檢偏器;專業(yè)偏光顯微鏡則還需要帶刻度的旋轉(zhuǎn)式載物臺(tái)、補(bǔ)償器、勃氏鏡、無應(yīng)力物鏡 。


MJ43-N上的起/檢偏器,檢偏器帶刻度

①起偏器與檢偏器:產(chǎn)生特定偏振方向的偏振光,偏振方向可調(diào)且?guī)Э潭取?梢詫?shí)現(xiàn)單偏光觀察、正交偏光觀察,用于判斷淀粉等雙折射晶體等應(yīng)用。



MP41的旋轉(zhuǎn)式載物臺(tái)

②帶刻度的旋轉(zhuǎn)式載物臺(tái):調(diào)整樣品中心位置并旋轉(zhuǎn),記錄偏振圖像變化時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。可以實(shí)現(xiàn)正交偏光下的消光觀察,礦片在正交偏光鏡下呈現(xiàn)黑暗的現(xiàn)象稱為消光,按旋轉(zhuǎn)360°是否出現(xiàn)四次消光,可判斷區(qū)分均質(zhì)體礦片和非均質(zhì)體礦片。



MP41的石英補(bǔ)償器

③補(bǔ)償器:主要有石膏、云母、石英等補(bǔ)償器,用于改變光程等光學(xué)屬性。生物體的雙折射性通常比較弱,可以利用石膏補(bǔ)償片或云母補(bǔ)償片來增強(qiáng)進(jìn)行鏡檢。



MP41的勃氏鏡

④勃氏鏡(Bertrand Lens):勃特蘭透鏡在錐光觀察時(shí)使用,用于形成干涉圖,干涉圖的形態(tài)因晶體的光性和切片方向而不同,可借以鑒別晶體的軸性、切片類型、光性符號(hào)等屬性。必須搭配無應(yīng)力物鏡使用。



MP41的無應(yīng)力物鏡

⑤無應(yīng)力物鏡:一般物鏡具有應(yīng)力屬性,會(huì)在錐光觀察中產(chǎn)生干擾導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn),因此錐光觀察必須搭配無應(yīng)力物鏡。無應(yīng)力物鏡一般是專業(yè)偏光顯微鏡用,會(huì)有POL英文標(biāo)記,有些廠商還會(huì)使用紅色字體來跟一般物鏡作區(qū)分。


(3)成像特點(diǎn)



單偏光觀察的巖石,MS60拍攝

①單偏光:?jiǎn)纹庀拢w會(huì)因?yàn)槠庑?yīng)而出現(xiàn)干涉色,起偏檢偏的角度變化,干涉色也會(huì)發(fā)生變化。主要觀察礦物的形態(tài)、解理、顏色、突起、邊緣、糙面、貝克線、色散效應(yīng)等現(xiàn)象。



正交偏光下的導(dǎo)管,MP41拍攝

②正交偏光:起偏檢偏成90°時(shí),樣品從單偏光進(jìn)入正交偏光狀態(tài),正交偏光圖像特點(diǎn),只有晶體會(huì)有光,其他非晶體會(huì)暗下去,類似熒光。主要觀察礦物的消光,干涉色,延性,雙晶等現(xiàn)象。



正交偏光下的食鹽

需要補(bǔ)充的是,正交偏光下不一定出現(xiàn)五顏六色的干涉色,初級(jí)干涉色是暗灰到黑白的,典型代表食鹽。使用補(bǔ)償器可以改變干涉色。



錐光觀察的干涉圖

③錐光:正交偏光下,將勃氏鏡推入光路形成錐光觀察的干涉圖。干涉圖是向中央?yún)R聚的錐形光,不體現(xiàn)樣品的形態(tài),圖案外觀各異,但一定是對(duì)稱的。


(4)主要應(yīng)用

 

 


帶偏光的體視顯微鏡MZ101拍攝蛋白晶體

①生物學(xué):觀察細(xì)胞、組織、纖維等生物樣品的微觀結(jié)構(gòu),研究生物組織的生長(zhǎng)、發(fā)育和病變過程。或在一些實(shí)驗(yàn)中監(jiān)察實(shí)驗(yàn)情況,節(jié)省耗材的消耗。



MP41觀察巖石切片

②地質(zhì)學(xué):用于觀察礦物、巖石的內(nèi)部結(jié)構(gòu),有助于識(shí)別礦物種類和分析巖石成因。


 

MP41搭配高溫?zé)崤_(tái),觀察液晶材料

③材料學(xué):觀察材料的偏光特性判斷材料性質(zhì),對(duì)材料的研究和開發(fā)具有重要意義。


 


MP41搭配高溫?zé)崤_(tái),觀察尼群地平

④藥物研究:觀察藥物晶型形成條件和不同晶型下的藥物效果,藥物晶型對(duì)溶出、生物利用度、安全性都有重要影響。



簡(jiǎn)易偏光顯微鏡ML31-P觀察中藥粉末

⑤中藥鑒定:偏光觀察可以快速判別淀粉顆粒、導(dǎo)管結(jié)構(gòu)等特征,幫助提升中藥粉末鑒定的速度和準(zhǔn)確性。


(5)明美產(chǎn)品推薦

①專業(yè)偏光顯微鏡MP41



  • 可實(shí)現(xiàn)單偏光、正交偏光、錐光觀察和消光觀察

  • 帶補(bǔ)償器、勃氏鏡、無應(yīng)力物鏡等專業(yè)配件

  • 可搭配高溫?zé)崤_(tái),實(shí)現(xiàn)可控加熱和恒溫加熱

  • 廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、化工、醫(yī)療、藥品等領(lǐng)域的研究與檢驗(yàn)


②簡(jiǎn)易偏光顯微鏡ML31-P



  • 簡(jiǎn)易偏光附件,可實(shí)現(xiàn)單偏光和正交偏光

  • 輕松切換,不影響生物顯微鏡功能使用

  • 適用于定性的偏光檢測(cè),如中藥鑒定、藻類等的檢測(cè)


③金相顯微鏡MJ31/MJ33/MJ43等



  • 金相臂帶起偏器檢偏器,支持落射偏光觀察

  • 輕松切換,不影響金相顯微鏡功能使用

  • 適用于材料表面的偏光性質(zhì)檢測(cè)


④體視顯微鏡搭配偏光附件



  • 簡(jiǎn)易偏光,輕松判別和操作挑選晶體

  • 連續(xù)變倍,長(zhǎng)工作距離,大工作空間

  • 適合蛋白結(jié)構(gòu)晶體學(xué)研究等應(yīng)用


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