Principe de fonctionnement de base du microscope polarisant
1, monoréfractif et biréfringence :
Lorsque la lumière traverse une substance, si les propriétés et le trajet de la lumière ne changent pas en raison de la direction de l'éclairage, cette substance présente une « isotropie » en optique, également connue sous le nom de réfracteur unique, comme les gaz ordinaires, les liquides et les solides amorphes. ; Si la vitesse, l'indice de réfraction, l'absorption et la polarisation, l'amplitude, etc. de la lumière traversant un autre matériau varient en fonction de la direction d'éclairage, ce matériau présente une « anisotropie » en optique, également appelée matériau biréfringent, comme les cristaux, les fibres. , etc.
2, phénomène de polarisation de la lumière :
Les ondes lumineuses peuvent être divisées en lumière naturelle et lumière polarisée en fonction de leurs caractéristiques vibratoires. Les caractéristiques de vibration de la lumière naturelle sont qu'il existe de nombreuses surfaces de vibration sur l'axe vertical de propagation des ondes lumineuses et que la distribution d'amplitude des vibrations sur chaque plan est la même ; La lumière naturelle, par réflexion, réfraction, biréfringence et absorption, peut produire des ondes lumineuses qui vibrent dans une seule direction, appelées « lumière polarisée » ou « lumière polarisée ».
3, La génération et l’effet de la polarisation :
Les composants importants d’un microscope polarisant sont le dispositif polarisant – le polariseur et le détecteur. Dans le passé, les deux étaient composés de prismes Nicola, constitués de calcite naturelle. Cependant, en raison du volume limité des cristaux, il était difficile d’obtenir de grandes zones de polarisation. Les microscopes à polarisation utilisaient des polariseurs artificiels au lieu de miroirs Nicol. Les polariseurs artificiels sont fabriqués à partir de cristaux de sulfate de quinoléine, également connu sous le nom de graphite, et ont une couleur vert olive. Lorsque la lumière ordinaire le traverse, elle peut obtenir une lumière polarisée linéairement qui vibre uniquement en ligne droite. Un microscope polarisant possède deux miroirs polarisants, dont l'un est situé entre la source lumineuse et l'objet testé et est appelé miroir polarisant ; Un autre dispositif situé entre l'objectif et l'oculaire est appelé « miroir polarisant », qui possède une poignée qui s'étend à l'extérieur du barillet de l'objectif ou de la fixation centrale pour une utilisation facile, et comporte une échelle d'angle de rotation. Lorsque la lumière émise par la source lumineuse traverse deux polariseurs, si les directions de vibration du polariseur et du polariseur sont parallèles l'une à l'autre, c'est-à-dire dans la « position parallèle du polariseur », le champ de vision est plus lumineux. Au contraire, si les deux sont perpendiculaires l’un à l’autre, c’est-à-dire dans une position d’étalonnage orthogonale, le champ de vision est complètement sombre. Si les deux sont inclinés, le champ de vision indique un degré de luminosité modéré. De là, on peut voir que la lumière polarisée linéairement formée par le miroir polarisant peut la traverser complètement si sa direction de vibration est parallèle à la direction de vibration du miroir polarisant ; S’il est incliné, seule une partie passera à travers ; S’il est vertical, il ne peut pas du tout passer. Par conséquent, lors de l'utilisation d'un microscope polarisant pour l'inspection, le principe est de s'assurer que le miroir polarisant et le miroir d'inspection sont dans une position d'inspection orthogonale.
4, Corps biréfringent en position de biais orthogonal :
Dans le cas de l'orthogonalité, le champ de vision est sombre. Si l'objet testé présente un réfracteur unique isotrope en optique, quelle que soit la rotation de la platine, le champ de vision reste sombre. En effet, la direction de vibration de la lumière polarisée linéairement formée par le miroir polarisant reste inchangée et perpendiculaire à la direction de vibration du miroir polarisant. Si l'objet testé présente des caractéristiques de biréfringence ou contient des substances présentant des caractéristiques de biréfringence, le champ de vision dans la zone présentant des caractéristiques de biréfringence devient plus lumineux. En effet, la lumière polarisée linéairement émise par le miroir polarisant pénètre dans le corps biréfringent et produit deux types de lumière polarisée linéairement avec des directions de vibration différentes. Lorsque ces deux types de lumière traversent le miroir polarisant, l’autre faisceau de lumière n’étant pas orthogonal à la direction de polarisation du miroir polarisant, l’œil humain peut voir des images lumineuses à travers le miroir polarisant. Lorsque la lumière traverse un matériau biréfringent, les directions de vibration des deux types de lumière polarisée formée varient en fonction du type d'objet.
Lorsque le corps biréfringent fait tourner la platine de manière orthogonale, l'image du corps biréfringent subit quatre changements de luminosité au cours d'une rotation de 360 degrés et s'assombrit tous les 90 degrés. La position de gradation est la position où les deux sens de vibration du corps biréfringent sont cohérents avec les sens de vibration des deux polariseurs, connue sous le nom de « position d'extinction ». Lorsque l'objet testé tourne de 45 degrés par rapport à la position d'extinction, il devient le plus brillant, appelé « position diagonale ». En effet, lorsque la lumière polarisée atteint l'objet avec un écart de 45 degrés, une partie de la lumière peut être décomposée et traverser le polariseur, le rendant ainsi brillant. Sur la base des principes de base ci-dessus, la microscopie de polarisation peut être utilisée pour déterminer des réfracteurs simples isotropes, des biréfringents anisotropes et des substances.
5, couleur d'interférence :
Dans le cas d'une détection de décalage orthogonal, utilisant une lumière mixte de différentes longueurs d'onde comme source de lumière pour observer le corps biréfringent, lors de la rotation de la scène, non seulement la position diagonale la plus brillante apparaît dans le champ de vision, mais également la couleur peut être vue. La raison de l'apparition des couleurs est principalement due aux couleurs d'interférence et, bien entendu, l'objet testé peut ne pas être incolore et transparent. Les caractéristiques de distribution des couleurs d'interférence sont déterminées par le type et l'épaisseur du matériau biréfringent, ce qui est dû à la dépendance du retard correspondant sur la longueur d'onde des différentes lumières colorées. Si le retard dans une région de l'objet testé est différent de celui dans une autre région, la couleur de la lumière traversant le miroir polarisant sera également différente.
