Quelques introductions au microscope polarisant
Un microscope polarisant est un microscope qui insère un polariseur et un analyseur dans le système optique d'un microscope optique pour vérifier l'anisotropie et la biréfringence d'un échantillon]. Le polariseur et l'analyseur sont constitués de prismes polarisants ou de prismes de Nicol à plaques polarisantes. Le premier est installé entre la source lumineuse et l'échantillon, et le second est installé entre l'objectif et l'oculaire ou sur l'oculaire. Dans les échantillons biologiques, les fibres musculaires, les os et les dents ont une anisotropie, et les grains d'amidon, les chromosomes et les fuseaux ont une biréfringence, ils sont donc utilisés dans la recherche chimique des cellules tissulaires. La source lumineuse est de préférence une lumière à longueur d'onde unique. La biréfringence des échantillons biologiques étant nettement plus faible que celle des échantillons métallographiques, de roche ou de cristal, la couleur d'interférence est parfois également utilisée par le phénomène d'addition et de soustraction provoqué par l'analyseur sensible.
1. Lumière naturelle et lumière polarisée
La lumière est une sorte d'onde électromagnétique, qui appartient à l'onde transversale (la direction de vibration est perpendiculaire à la direction de propagation). Toutes les sources lumineuses réelles, telles que la lumière du soleil, la lumière des bougies, les lampes fluorescentes et les lampes au tungstène, sont appelées lumière naturelle. Ces lumières sont la somme de la lumière émise par un grand nombre d'atomes et de molécules. Bien que la direction de vibration des ondes électromagnétiques émises par un atome ou une molécule à un certain moment soit la même, la direction de vibration de chaque atome et molécule est également différente, et la fréquence de ce changement est extrêmement rapide. Par conséquent, la lumière naturelle est la somme de la lumière émise par chaque atome ou molécule, qui peut être considérée comme La vibration de son onde électromagnétique a une probabilité égale dans toutes les directions.
Lorsque la lumière naturelle traverse certaines substances dans la fenêtre, après réflexion, réfraction et absorption, les ondes vibratoires des ondes électromagnétiques sont limitées à une direction et les ondes électromagnétiques vibrant dans d'autres directions sont fortement affaiblies ou éliminées. Ce type de lumière vibrant dans une certaine direction est appelé lumière polarisée. Le plan formé par la direction de vibration de la lumière polarisée et la direction de propagation de l'onde lumineuse est appelé plan de vibration.
2. Lumière polarisée linéairement, lumière polarisée circulairement et lumière polarisée elliptiquement
1. Lumière polarisée linéairement
La lumière polarisée linéairement est également appelée lumière polarisée plane car la direction de vibration de la lumière est dans le même plan. En regardant la direction de propagation de la lumière, la direction de vibration de cette lumière est une ligne droite, elle est donc également appelée lumière polarisée linéairement ou lumière polarisée linéairement.
2. Lumière polarisée circulairement et lumière polarisée elliptiquement
(1) Biréfringence de la lumière et axe optique du cristal
Lorsqu'un faisceau de lumière est injecté dans un cristal anisotrope, il se divise en deux faisceaux qui se propagent dans des directions différentes. Ce phénomène est appelé biréfringence. Les deux faisceaux de lumière biréfringents sont de la lumière polarisée. L'un des deux faisceaux de lumière obéit toujours à la loi de réfraction de la lumière, et la vitesse de propagation ne change pas lorsque la direction incidente est modifiée. Cette lumière est appelée lumière ordinaire, notée o ; l'autre faisceau n'obéit pas à la loi de la réfraction. Lorsque , sa vitesse de propagation change également en conséquence et l'indice de réfraction de la lumière est différent. Ce faisceau est appelé lumière extraordinaire et est représenté par e.
Dans les cristaux anisotropes, il existe certaines directions spéciales dans lesquelles la biréfringence ne se produit pas, les rayons ordinaires et les rayons extraordinaires se propagent dans la même direction et à la même vitesse, et ces directions sont appelées l'axe optique du cristal Cristaux avec un axe optique C'est ce qu'on appelle un uniaxial cristal, et un cristal avec deux axes optiques est appelé un cristal biaxial. Pour les cristaux biaxiaux, les deux rayons après biréfringence sont tous deux des rayons extraordinaires.
(2) puce d'onde
La plaque d'onde, appelée plaque d'onde, peut être utilisée pour modifier ou tester la polarisation de la lumière. Lorsque la lumière naturelle est incidente le long de l'axe optique d'un cristal uniaxial, la biréfringence ne se produit pas. Si les rayons o et e générés lors de l'incident perpendiculaire à l'axe optique du cristal se propagent toujours le long de la direction incidente d'origine, mais la vitesse de propagation et l'indice de réfraction sont différents, et la différence de vitesse de propagation est la plus grande. Si une fine tranche est coupée dans une direction parallèle à l'axe optique du cristal à un axe, la surface de la tranche est parallèle à l'axe optique, et la tranche ainsi réalisée est appelée plaque d'onde. Lorsque la lumière polarisée est incidente perpendiculairement à l'axe optique de la lame d'onde, une lame d'onde se forme. les rayons o et les rayons e voyageant dans la même direction mais à des vitesses différentes. Si la lame d'onde est plus épaisse, elle est un multiple entier de la longueur d'onde des rayons o et e, et cette lame d'onde est appelée lame pleine onde. Et ainsi de suite, il y a des plaques demi-onde et des plaques 1/4 d'onde et ainsi de suite.
(3) Formation de lumière polarisée circulairement et de lumière polarisée elliptiquement
Lorsqu'un faisceau de lumière naturelle est incident perpendiculairement à l'axe optique d'un cristal uniaxial, les deux faisceaux de lumière polarisée dont les plans de vibration sont perpendiculaires l'un à l'autre sont incohérents. Étant donné que la lumière naturelle est produite par différentes molécules et atomes dans la source lumineuse, il n'y a pas de différence de phase fixe, donc aucune interférence ne se produit. Mais lorsqu'un faisceau de lumière polarisée monochromatique traverse un matériau biréfringent[/url], les deux faisceaux de lumière polarisée produits peuvent être cohérents. Cela équivaut à la synthèse de deux vibrations mutuellement perpendiculaires de même période.
