偏光顕微鏡に求められるものの基本はここにあります
偏光顕微鏡は、いわゆる透明および不透明な異方性材料を研究するために使用される顕微鏡の一種であり、地質学やその他の科学および工学専攻において重要な用途があります。 複屈折を持つ物質はすべて、偏光顕微鏡下で明確に区別できます。 もちろん、これらの物質も染色によって観察することができますが、一部の物質は使用できないため、偏光顕微鏡を使用する必要があります。 反射型偏光顕微鏡は、光の偏光特性を利用して複屈折物質を研究・同定するために欠かせない装置です。
偏光顕微鏡の基本原理:
1. 単屈折と複屈折: 光が特定の物質を通過するとき、光の性質と経路が照射方向によって変化しない場合、その物質は光学的に「等方性」であり、単屈折とも呼ばれます。気体、液体、非晶質固体。 光が別の物質を通過する場合、照射方向により光の速度、屈折率、吸収、偏光、振幅が異なり、この物質は光学的に「異方性」を持ち、結晶などの複屈折体とも呼ばれます。繊維など
2. 光の偏光現象：光波は振動の特性により自然光と偏光に分けられます。 自然光の振動特性は、垂直な光波透過軸上に多数の振動面が存在し、各面の振動振幅分布が同一であることです。 自然光は、反射、屈折、複屈折、吸収などを経て、一方向にのみ振動する光波を得ることができます。このような光波を「偏光」または「偏光」といいます。
3. 偏光の生成と機能: 偏光顕微鏡の最も重要なコンポーネントは、偏光デバイス、つまり偏光子と検光子です。 従来はどちらも天然方解石からなるニコラプリズムで構成されていましたが、結晶体積が大きいため大面積の偏光を得ることが難しく、偏光顕微鏡ではニコラミラーの代わりに人工偏光子が使用されています。 人工偏光子は、ヘラパタイト結晶としても知られるキノリン硫酸塩でできており、緑色はオリーブ色です。 通常の光を通過させると、直線のみに振動する直線偏光が得られます。 偏光顕微鏡には 2 つの偏光子があり、光源と検査対象の間にある 1 つのデバイスは「偏光子」と呼ばれます。 付属品の外側には操作しやすい回転角度の目盛りが付いています。 光源から出た光が2枚の偏光子を通過するとき、偏光子と検光子の振動方向が平行、つまり「検光子平行位置」の条件下では、視野が最も明るくなります。 。 逆に、両者が直交している場合、すなわち「直交補正位置」にある場合には、視界は真っ暗であり、両者が傾いている場合には、視界は適度な明るさを示す。 このことから、偏光子によって形成された直線偏光は、その振動方向が検光子の振動方向と平行であれば完全に透過できることがわかります。 歪んでいると一部分しか通過できません。 垂直だと全く通過できません。 したがって、偏光顕微鏡を使用する場合は、原則として偏光子と検光子を直交検光子の状態にする必要があります。
4. 直交解析位置の複屈折体: 直交の場合、視野は暗くなります。 検査対象物が光学的に等方性（単屈折）の場合、ステージをいくら回転させても視野が暗いのは、偏光子で形成される直線偏光の振動方向が変わらないためです。アナライザーの振動方向に対して垂直のままです。 検査対象物が複屈折特性を持っていたり、複屈折特性を持つ物質が含まれている場合、複屈折特性のある場所の視野は明るくなります。 これは、偏光子から射出された直線偏光が複屈折体に入射し、振動方向が生じるためである。 2 つの異なる直線偏光。2 種類の光が検光子を通過すると、もう一方の光線は検光子の偏光方向に対して垂直ではないため、検光子を通過でき、人間の目は明るい象を見ることができます。 光が複屈折体を通過するとき、物体の種類によって２つの偏光の振動方向が異なります。
複屈折体が直交している場合、ステージを回転させると、複屈折体の像は360度回転中に4回の明暗変化を持ち、90度ごとに1回暗くなる。 暗くなった位置は、複屈折体の２つの振動方向と２枚の偏光子の振動方向が一致する位置であり、「消光位置」と呼ばれる。 消光位置から45度回転すると、検査対象物は最も明るくなります。これが「斜め位置」です。これは、45度から偏光した偏光が物体に到達すると、分解された光の一部が検光子を通過できるためです。 , なので明るいです。 上記の基本原理に基づいて、偏光顕微鏡により等方性（単屈折）物質と異方性（複屈折）物質を判定することが可能です。
5. 干渉色：直交解析の場合、さまざまな波長の混合光を光源として複屈折体を観察します。 ステージを回転させると、最も明るい対角位置が視野内に現れるだけでなく、その色も見えます。 色が見える理由は主に干渉色によるものです（もちろん検査対象物が無色透明でない場合も考えられます）。 干渉色の分布特性は、複屈折体の種類とその厚さによって決まります。これは、異なる色の光の波長に対する対応する遅延の依存性によるものです。 検査対象物の特定の領域の遅延が他の領域の遅延と異なる場合、検光子を通過する光の色も異なります。
