Introduction aux connaissances liées à la microscopie polarisante
Le microscope à polarisation est un microscope qui insère un polariseur et un polariseur dans le système optique d'un microscope optique pour examiner l'anisotropie et la biréfringence de l'échantillon. Le miroir polarisant et le miroir polarisant sont tous deux constitués d'un prisme polarisant ou d'un prisme Nicol d'une plaque polarisante. Le premier est installé entre la source lumineuse et l'échantillon, tandis que le second est installé entre l'objectif et la lentille de contact ou au-dessus de la lentille de contact. Dans les échantillons biologiques, les fibres musculaires, les os et les dents présentent une anisotropie, tandis que les granules d'amidon, les chromosomes et les fuseaux présentent une biréfringence, ce qui les rend utilisés dans la recherche chimique sur les cellules tissulaires. La source de lumière peut utiliser une lumière à longueur d'onde unique. En raison de la biréfringence nettement plus faible des échantillons biologiques par rapport aux matériaux métallographiques, rocheux ou cristallins, leurs couleurs d'interférence sont parfois utilisées par le biais des phénomènes d'addition et de soustraction provoqués par des plaques de polarisation sensibles.
1, lumière naturelle et lumière polarisée
La lumière est une onde électromagnétique qui appartient à l'onde transversale (la direction de vibration est perpendiculaire à la direction de propagation). Toutes les sources de lumière réelles, telles que la lumière du soleil, les bougies, les lampes fluorescentes et les lampes à filament de tungstène, émettent une lumière appelée lumière naturelle. Ces lumières sont la somme de la luminescence d’un grand nombre d’atomes et de molécules. Bien que la direction de vibration des ondes électromagnétiques émises par un certain atome ou molécule soit cohérente à un certain moment, la direction de vibration émise par 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, et on peut considérer que la probabilité de vibration de son onde électromagnétique dans toutes les directions est égale.
La lumière naturelle traverse certaines substances dans la fenêtre et après réflexion, réfraction et absorption, les ondes vibratoires des ondes électromagnétiques sont limitées dans une direction, tandis que les ondes vibratoires des autres directions sont considérablement affaiblies ou éliminées. Ce type de lumière qui vibre 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 des ondes lumineuses est appelé surface de vibration.
Lumière polarisée linéaire, lumière polarisée circulairement et lumière polarisée elliptiquement
1. Lumière polarisée linéaire
La lumière polarisée linéaire, du fait que la direction de vibration de la lumière est dans le même plan, est également appelée lumière polarisée plane. Vu dans la direction de propagation de la lumière, la direction de vibration de ce type de lumière est une ligne droite, c'est pourquoi on l'appelle également lumière polarisée linéaire ou lumière polarisée linéairement.
2. Lumière polarisée circulairement et lumière polarisée elliptiquement
(1) Le phénomène de biréfringence de la lumière et l'axe optique des cristaux
Lorsqu’un faisceau de lumière pénètre dans un cristal anisotrope, il se divise en deux rayons se propageant dans des directions différentes. Ce phénomène est appelé biréfringence. Les deux faisceaux de lumière qui subissent une biréfringence sont de la lumière polarisée. L'un de ces deux faisceaux lumineux suit toujours la loi de réfraction de la lumière, et la vitesse de propagation ne change pas lors du changement de direction d'incidence. Ce faisceau de lumière est appelé rayon ordinaire, représenté par o ; L’autre faisceau lumineux ne suit pas la loi de la réfraction. Lorsque la direction de la lumière incidente change, sa vitesse de propagation change également et l'indice de réfraction de la lumière est différent. Ce faisceau de lumière 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 lumineux ordinaires et extraordinaires se propagent dans la même direction et à la même vitesse, et ces directions sont appelées l'axe optique du cristal. Un cristal avec un axe optique est appelé cristal uniaxial, et un cristal avec deux axes optiques est appelé cristal biaxial. Pour les cristaux biaxiaux, les deux faisceaux de lumière après biréfringence sont très légers.
(2) Puce ondulée
Les plaques d'ondes, abrégées en plaques d'ondes, peuvent être utilisées pour modifier ou tester la polarisation de la lumière. Lorsque la lumière naturelle arrive le long de l’axe cristallin uniaxial, aucune biréfringence ne se produit. Si la lumière o et la lumière électronique générées lors d'un incident perpendiculaire à l'axe optique du cristal se propagent toujours le long de la direction incidente d'origine, mais avec des vitesses de propagation et des indices de réfraction différents, et la différence de vitesses de propagation est la plus grande. Si un film mince est coupé dans la direction parallèle à l’axe optique d’un cristal et que la surface de la puce est plate avec l’axe optique, la puce résultante est appelée puce à ondes. Lorsque la lumière polarisée arrive perpendiculairement à l'axe optique de la lame d'onde, elle forme de la lumière o et de la lumière e avec la même direction de propagation mais des vitesses de propagation différentes à l'intérieur de la lame d'onde.
