實(shí)驗室儀器儀表技術(shù)：偏光顯微鏡的構造

　　作偏光觀(guān)察時(shí)，一般使用專(zhuān)用的偏光顯微鏡，也可以在萬(wàn)能顯微鏡上裝配用于偏光觀(guān)察的專(zhuān)用附件。與普通顯微鏡相比，偏光顯微鏡有以下幾個(gè)專(zhuān)用附件;

　　1.旋轉載物臺

　　在偏光顯微鏡個(gè)必須使用可以調中、并且邊緣刻有角度的放轉載物臺(圖6.7)。為了進(jìn)行晶體方位角的測定和品體的鑒定，往往有必要認告個(gè)方向觀(guān)察被檢物體，為此現在已經(jīng)出現了一種萬(wàn)能旋轉載物臺(圖11.3)。它可以使標本在二維力向任意轉動(dòng)，使用非常方便。

　　由于偏光顯微鏡多用于用落射光照明觀(guān)察不向厚度的巖石或金屬物體，因此載物臺的升降較為方便，而且粗調有較大的運動(dòng)范圍。

　　2.起偏振器和檢偏振器

　　起偏扳器又稱(chēng)為偏光器，它的作用是產(chǎn)生線(xiàn)性偏振光照明，一般安裝在集光器下。但這種形式的起偏振器不能充分利用集光器孔徑，因此現在一殷采用把尼科耳棱鏡和策光器合在一起的伯光集光器。當利用落射光照明時(shí)，把起侗振器插入光源與落射光照明器之間。

　　檢偏振器又稱(chēng)為校光器，它一般被固定在顯微鏡筒內或在目鏡筒上端。在現代顯微鏡內往往安裝在鏡臺與雙目鏡筒之間，它能夠旋轉，并具有表示旋轉角度的刻度。

　　在用于定性的最簡(jiǎn)單偏光顯微鎮中，往柞只有一個(gè)起偏振器，而檢偏振器大多數被鏡簡(jiǎn)中的一個(gè)槽溝所代替。在專(zhuān)門(mén)設計的偏光顯微鏡中，起偏拔器往往裝在一個(gè)有刻度的框架上并能夠讀出旋轉角度。

　　起偏振器和檢偏振器在1950年以前都是使用昂貴的尼科耳棱鏡或Thompson棱鏡;而現在一般使用刀形起偏振器產(chǎn)生平面偏振光。這種效果是建立在能夠吸收O--光線(xiàn)并透址E--光線(xiàn)的二色性物質(zhì)的基礎上的，這種二色性現象從屬于一定的波長(cháng)。刀形起偏拉器可以同尼科耳棱鏡相比美，在較先進(jìn)類(lèi)型的偏光顯微鏡中它特別適用于定量工作。當然，偏扳光棱鏡仍然經(jīng)常使用。

　　在偏光顯微鏡中如果起偏振器處于固定位置而檢偏振器可以旋轉(或兩者相反)，且當起偏振器和檢偏振器的主平面平行時(shí)，在鏡筒上觀(guān)察視場(chǎng)變得非常明亮(亮度處于最大值);如果旋轉檢偏振器使兩者之間的角度增大到90°，視場(chǎng)就完全變暗，也就是說(shuō)在起偏振器和檢偏振器十字交叉的情況下(即所謂“十字棱鏡”)，沒(méi)宵光線(xiàn)通過(guò)。如果把一個(gè)雙折射物體引入光路中的十字棱鏡之間，實(shí)際上在集光器和物鏡之間，則在這個(gè)物體的位置上可以通過(guò)變化的光量。對于任何各向異性的物質(zhì)來(lái)說(shuō)，當標本在物臺上旋轉時(shí)，物體像的亮度格從最大值到零有4次變化。當然這種物體不能從與光抽平行的方向觀(guān)察，因為在這種情況下它將變成一個(gè)各向同性的物質(zhì)。

　　因此，當方位角(即離開(kāi)偏振器光線(xiàn)的振動(dòng)平面和兩個(gè)在物體中的特定方向之間的角度)是45°時(shí)，在保上就可以顯示最大的殼度;當方位角為0°時(shí)就會(huì )出現完全的黑暗。所以，當把具有各向異性物質(zhì)的顯微鏡標本在物臺上旋轉，方位角從0°到45°進(jìn)行連續轉動(dòng)時(shí)將會(huì )出現不同的情況，它被觀(guān)察時(shí)，一條正常光線(xiàn)和一條異常光線(xiàn)以不同的速度通過(guò)，當成像時(shí)兩條光線(xiàn)重新結合，但是一條將落后于另一條。這種各向異性物體的相位延遲或相位差一般可以用符號廠(chǎng)表示，它與雙折射(Ne—No)有關(guān)，而(Ne—No)是隨著(zhù)在特殊位量和厚度中的方位角所變化的，根據下面的公式;

　　Γ=(Ne—No)t

　　式中，�？梢杂胣m表不，用設備齊全的俏振光顯微鏡可以非常準確地測量相位差。

　　此外，在檢偏振器振動(dòng)平面—上發(fā)生的干涉會(huì )引起色彩干涉，這種被稱(chēng)為色偏振光的現象在使用“白”光時(shí)很容易被觀(guān)察到。同時(shí)通過(guò)交叉檢偏振器的光的波長(cháng)與在雙折射物體中產(chǎn)生的廠(chǎng)有關(guān)，因此色偏振可以被用于測量在物體中發(fā)生的相位延遲。當形成的色彩在最大強度的光被觀(guān)察到的位量(圖11.4中當物體旋轉超過(guò)360°時(shí)的4個(gè)位置)近行分解時(shí)，可以得到關(guān)于物體物理學(xué)特性的一些資料，然而生物學(xué)標本中的相位延遲列于產(chǎn)生色偏振往往是太小了。

　　當相位延遲大約在100nm時(shí)色彩干涉才能被服睛所察覺(jué)，直到大約550nm，每增加20一30nm就會(huì )引起干涉色彩上的質(zhì)的變化。在廠(chǎng)值超過(guò)550nm時(shí)會(huì )重新發(fā)生第2級新的干涉色彩，并且在2×550nm時(shí)會(huì )觀(guān)察到第3級重復干涉色彩。隨著(zhù)級別的增加色彩變化就逐漸減少，因為對于多于一種色彩的消光機會(huì )就會(huì )增加：從第7級就會(huì )出現“高級別的白光”。所有這些復雜的變化都可以用Michellevy色譜進(jìn)行分析.因此當物體的厚度已知時(shí)，借助于25nm精確的一定色彩就可以談出雙折射的(Ne—No)的數值，由于對于大多數結品材料的(Ne—No))的值是已知的，于是用這種方法就可以鑒定一個(gè)物體中的共種品體物質(zhì)。

　　3.補償器

　　在偏光顯微鏡個(gè)帛常使用補償器，這是一種增高或減低由物體產(chǎn)生的相位延遲的裝置�！�般放入鏡簡(jiǎn)的光路中，根據補償器的類(lèi)型，相位的變化可以固定或變化。一種經(jīng)常使用的簡(jiǎn)單類(lèi)型的補償器是1/4λ波板(圖11.5右)，這是一個(gè)能給光程巾引1/4λ(140--150nm)雙折射的云母或石英板，它將帶來(lái)大約150nm的較高水平的干涉色彩。具有固定效果的另一種補償器是引起550nm延遲的第1級紅色板。還有一種可變補償器(圖11.5左)，它是一塊在光路中的厚度可以被改變的石英楔。在這種裝置里兩個(gè)各向異性板的復合體相對地斜插在光鈾上，它的傾斜角與一定的相位差相適應�？勺冄a償器在最良好的實(shí)驗中可以測定一個(gè)nm的十分之幾小的相位差。這種補償器也可以完全用于定性工作，例如尋找在具有微弱雙折射物體和背景之間的最適反差.或者確定例如在膠原蛋白纖維中存在的雙拆射的符號(+或-)。

　　在偏光顯微鏡的鏡筒上，往往具有一些插入孔，用以插入起偏振器、校偏振器、補償器等裝置。作精細的偏光觀(guān)察時(shí)，要嚴格調節物鏡中心，因此一般使用橫插型的單個(gè)更換的物鏡，很少使用物鏡轉換器。