ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับกล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์
กล้องจุลทรรศน์โพลาไรเซชันเป็นกล้องจุลทรรศน์ที่แทรกโพลาไรเซอร์และโพลาไรเซอร์เข้าไปในระบบแสงของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงเพื่อตรวจสอบแอนไอโซโทรปีและการหักเหของแสงของตัวอย่าง กระจกโพลาไรซ์และกระจกโพลาไรซ์ทำจากปริซึมโพลาไรซ์หรือปริซึมนิโคลของแผ่นโพลาไรซ์ แบบแรกจะติดตั้งระหว่างแหล่งกำเนิดแสงกับตัวอย่าง ในขณะที่แบบหลังจะติดตั้งระหว่างเลนส์ใกล้วัตถุกับคอนแทคเลนส์หรือเหนือคอนแทคเลนส์ ในตัวอย่างทางชีววิทยา เส้นใยกล้ามเนื้อ กระดูก และฟันแสดงปฏิกิริยาแอนไอโซโทรปี ในขณะที่เม็ดแป้ง โครโมโซม และสปินเดิลแสดงการรีฟริงเจนต์ ทำให้ใช้ในการวิจัยทางเคมีของเซลล์เนื้อเยื่อ แหล่งกำเนิดแสงสามารถใช้แสงความยาวคลื่นเดี่ยวได้ เนื่องจากตัวอย่างทางชีววิทยามีการรีฟริงก์ที่อ่อนกว่าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุทางโลหะวิทยา หิน หรือผลึก บางครั้งสีที่แทรกสอดของพวกมันจึงถูกนำมาใช้ผ่านปรากฏการณ์การบวกและการลบที่เกิดจากแผ่นโพลาไรเซชันที่ละเอียดอ่อน
1 แสงธรรมชาติและแสงโพลาไรซ์
แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เป็นของคลื่นตามขวาง (ทิศทางการสั่นสะเทือนตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจาย) แหล่งกำเนิดแสงที่เกิดขึ้นจริงทั้งหมด เช่น แสงแดด แสงเทียน หลอดฟลูออเรสเซนต์ และหลอดไส้ทังสเตน จะปล่อยแสงที่เรียกว่าแสงธรรมชาติ แสงเหล่านี้เป็นผลรวมของการเรืองแสงของอะตอมและโมเลกุลจำนวนมาก แม้ว่าทิศทางการสั่นสะเทือนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจากอะตอมหรือโมเลกุลที่แน่นอนจะสอดคล้องกันในช่วงเวลาหนึ่ง แต่ทิศทางการสั่นสะเทือนที่ปล่อยออกมาจากแต่ละอะตอมและโมเลกุลก็แตกต่างกันเช่นกัน และความถี่ของการเปลี่ยนแปลงนี้เร็วมาก ดังนั้นแสงธรรมชาติคือผลรวมของแสงที่ปล่อยออกมาจากแต่ละอะตอมหรือโมเลกุล และถือได้ว่าความน่าจะเป็นที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะสั่นสะเทือนทุกทิศทางจะเท่ากัน
แสงธรรมชาติส่องผ่านสสารบางชนิดในหน้าต่าง และหลังจากการสะท้อน การหักเห และการดูดกลืน คลื่นการสั่นสะเทือนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกจำกัดในทิศทางเดียว ในขณะที่คลื่นสั่นสะเทือนในทิศทางอื่นจะอ่อนลงหรือถูกกำจัดออกไปอย่างมาก แสงประเภทนี้ที่สั่นสะเทือนไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งเรียกว่าแสงโพลาไรซ์ ระนาบที่เกิดจากทิศทางการสั่นสะเทือนของแสงโพลาไรซ์และทิศทางการแพร่กระจายของคลื่นแสงเรียกว่าพื้นผิวการสั่นสะเทือน
แสงโพลาไรซ์เชิงเส้น แสงโพลาไรซ์แบบวงกลม และแสงโพลาไรซ์แบบวงรี
1. แสงโพลาไรซ์เชิงเส้น
แสงโพลาไรซ์เชิงเส้น เนื่องจากทิศทางการสั่นของแสงอยู่ในระนาบเดียวกัน จึงเรียกว่าแสงโพลาไรซ์ระนาบ เมื่อมองในทิศทางของการแพร่กระจายของแสง ทิศทางการสั่นของแสงประเภทนี้จะเป็นเส้นตรง จึงเรียกว่าแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นหรือแสงโพลาไรซ์เชิงเส้น
2. แสงโพลาไรซ์แบบวงกลมและแสงโพลาไรซ์แบบวงรี
(1) ปรากฏการณ์การหักเหของแสงและแกนแสงของผลึก
เมื่อลำแสงเข้าสู่คริสตัลแอนไอโซโทรปิก มันจะแยกออกเป็นสองรังสีที่แพร่กระจายไปในทิศทางที่ต่างกัน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าไบรีฟริงเจนซ์ ลำแสงทั้งสองที่ได้รับการรีฟริงเจนซ์เป็นแสงโพลาไรซ์ ลำแสงหนึ่งในสองลำนี้จะเป็นไปตามกฎการหักเหของแสงเสมอ และความเร็วการแพร่กระจายจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเปลี่ยนทิศทางของการตกกระทบ ลำแสงนี้เรียกว่ารังสีธรรมดาซึ่งแสดงด้วย o; ลำแสงอีกลำหนึ่งไม่เป็นไปตามกฎการหักเหของแสง เมื่อทิศทางของแสงตกกระทบเปลี่ยน ความเร็วการแพร่กระจายของแสงก็เปลี่ยนไปด้วย และดัชนีการหักเหของแสงก็จะแตกต่างออกไป ลำแสงนี้เรียกว่าแสงพิเศษและแสดงด้วย e
ในผลึกแอนไอโซทรอปิก มีทิศทางพิเศษบางประการที่ไม่เกิดการเกิดปฏิกิริยาไบรีฟริงก์ รังสีแสงธรรมดาและพิเศษแพร่กระจายไปในทิศทางและความเร็วเดียวกัน และทิศทางเหล่านี้เรียกว่าแกนแสงของคริสตัล คริสตัลที่มีแกนแสงหนึ่งแกนเรียกว่าคริสตัลแกนเดียว และคริสตัลที่มีแกนแสงสองแกนเรียกว่าคริสตัลแกนเดียว สำหรับคริสตัลแบบสองแกน ลำแสงทั้งสองหลังการหักเหของแสงทั้งสองจะเบามาก
(2) ชิปเวฟ
แผ่นคลื่น หรือเรียกโดยย่อว่า แผ่นคลื่น สามารถใช้เพื่อเปลี่ยนหรือทดสอบโพลาไรเซชันของแสงได้ เมื่อแสงธรรมชาติตกกระทบตามแกนคริสตัลแกนเดียว จะไม่มีการรีฟริงก์เกิดขึ้น หากแสงโอและแสงอีเกิดขึ้นเมื่อตกกระทบตั้งฉากกับแกนแสงของคริสตัลยังคงแพร่กระจายไปตามทิศทางตกกระทบดั้งเดิม แต่มีความเร็วการแพร่กระจายและดัชนีการหักเหของแสงที่แตกต่างกัน และความเร็วการแพร่กระจายที่แตกต่างกันจะยิ่งใหญ่ที่สุด หากฟิล์มบางถูกตัดในทิศทางขนานกับแกนแสงของคริสตัล และพื้นผิวของชิปแบนราบกับแกนแสง ชิปที่ได้จะเรียกว่าชิปคลื่น เมื่อแสงโพลาไรซ์ตกกระทบในแนวตั้งฉากกับแกนแสงของแผ่นคลื่น แสงจะก่อตัวเป็นแสงและแสง e โดยมีทิศทางการแพร่กระจายเหมือนกัน แต่มีความเร็วการแพร่กระจายที่แตกต่างกันภายในแผ่นคลื่น
