ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับกล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์
กล้องจุลทรรศน์แบบโพลาไรซ์คือกล้องจุลทรรศน์ที่ใส่โพลาไรเซอร์และเครื่องวิเคราะห์เข้าไปในระบบแสงของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงเพื่อตรวจสอบแอนไอโซโทรปีและไบรีฟริงเจนซ์ของตัวอย่าง] ทั้งโพลาไรเซอร์และเครื่องวิเคราะห์ทำจากปริซึมโพลาไรซ์หรือปริซึม Nicol ของแผ่นโพลาไรซ์ ตัวแรกติดตั้งระหว่างแหล่งกำเนิดแสงและตัวอย่าง และติดตั้งตัวหลังระหว่างเลนส์ใกล้วัตถุกับช่องมองภาพหรือบนช่องมองภาพ ในตัวอย่างทางชีววิทยา เส้นใยกล้ามเนื้อ กระดูกและฟันมีแอนไอโซโทรปี และเมล็ดแป้ง โครโมโซมและสปินเดิลมีไบรีฟริงเจนซ์ ดังนั้นพวกมันจึงถูกนำมาใช้ในการวิจัยทางเคมีของเซลล์เนื้อเยื่อ แหล่งกำเนิดแสงควรเป็นแสงที่มีความยาวคลื่นเดียว เนื่องจากค่าการหักเหของแสงไบเออร์ของตัวอย่างทางชีวภาพนั้นอ่อนแอกว่าของโลหะวิทยา หิน หรือคริสตัลอย่างมีนัยสำคัญ บางครั้งสีที่แทรกสอดยังถูกใช้โดยปรากฏการณ์การบวกและการลบที่เกิดจากเครื่องวิเคราะห์ที่มีความไว
1. แสงธรรมชาติและแสงโพลาไรซ์
แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งซึ่งอยู่ในคลื่นตามขวาง (ทิศทางของการสั่นตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจาย) แหล่งกำเนิดแสงทั้งหมด เช่น แสงแดด แสงเทียน หลอดฟลูออเรสเซนต์ และหลอดทังสเตน เรียกว่าแสงธรรมชาติ แสงเหล่านี้เป็นผลรวมของแสงที่ปล่อยออกมาจากอะตอมและโมเลกุลจำนวนมาก แม้ว่าทิศทางการสั่นสะเทือนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจากอะตอมหรือโมเลกุลในช่วงเวลาหนึ่งจะเหมือนกัน แต่ทิศทางการสั่นสะเทือนของอะตอมและโมเลกุลแต่ละตัวก็แตกต่างกันเช่นกัน และความถี่ของการเปลี่ยนแปลงนี้เร็วมาก ดังนั้นแสงธรรมชาติจึงเป็นผลรวมของแสงที่ปล่อยออกมาจากแต่ละอะตอมหรือโมเลกุลซึ่งถือได้ว่าการสั่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีความน่าจะเป็นเท่ากันทุกทิศทาง
เมื่อแสงธรรมชาติส่องผ่านสารบางอย่างในหน้าต่าง หลังจากการสะท้อน การหักเห และการดูดกลืน คลื่นสั่นสะเทือนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกจำกัดไว้ที่ทิศทางเดียว และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สั่นสะเทือนในทิศทางอื่นๆ จะอ่อนลงหรือถูกกำจัดไปอย่างมาก แสงชนิดนี้ที่สั่นในทิศทางใดทิศทางหนึ่งเรียกว่าแสงโพลาไรซ์ ระนาบที่เกิดจากทิศทางการสั่นสะเทือนของแสงโพลาไรซ์และทิศทางการแพร่กระจายของคลื่นแสงเรียกว่าระนาบการสั่นสะเทือน
2. แสงโพลาไรซ์เชิงเส้น แสงโพลาไรซ์แบบวงกลม และแสงโพลาไรซ์แบบวงรี
1. แสงโพลาไรซ์เชิงเส้น
แสงโพลาไรซ์เชิงเส้นเรียกอีกอย่างว่าแสงโพลาไรซ์ระนาบเนื่องจากทิศทางการสั่นของแสงอยู่ในระนาบเดียวกัน เมื่อมองไปที่ทิศทางการแพร่กระจายของแสง ทิศทางการสั่นสะเทือนของแสงนี้เป็นเส้นตรง ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่าแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นหรือแสงโพลาไรซ์เชิงเส้น
2. แสงโพลาไรซ์แบบวงกลมและแสงโพลาไรซ์แบบวงรี
(1) การหักเหของแสงและแกนลำแสงของคริสตัล
เมื่อลำแสงถูกฉีดเข้าไปในผลึกแอนไอโซทรอปิก มันจะแตกออกเป็นสองลำแสงที่กระจายไปตามทิศทางต่างๆ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าไบรีฟริงเจนซ์ ลำแสงสองลำที่มีการหักเหของแสงเป็นแสงโพลาไรซ์ ลำแสงหนึ่งในสองลำนั้นเป็นไปตามกฎการหักเหของแสงเสมอ และความเร็วการแพร่กระจายจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อทิศทางตกกระทบเปลี่ยนไป แสงนี้เรียกว่าแสงธรรมดาซึ่งเขียนแทนด้วย o; ส่วนอีกลำแสงไม่เป็นไปตามกฎการหักเห เมื่อ , ความเร็วในการแพร่กระจายก็จะเปลี่ยนตามไปด้วย และดัชนีการหักเหของแสงจะแตกต่างกัน ลำแสงนี้เรียกว่า แสงพิเศษ และแสดงด้วย e
ในผลึกแอนไอโซโทรปิก มีทิศทางพิเศษบางอย่างที่จะไม่เกิดไบรีฟริงเจนซ์ รังสีธรรมดาและรังสีพิเศษเคลื่อนที่ในทิศทางและความเร็วเดียวกัน และทิศทางเหล่านี้เรียกว่าแกนออปติกของคริสตัล คริสตัลที่มีแกนออปติกเรียกว่าแกนเดียว คริสตัล และคริสตัลที่มีแกนออปติกสองแกนเรียกว่าคริสตัลแบบสองแกน สำหรับผลึกแบบแกนคู่ รังสีสองเส้นหลังไบรีฟริงเจนซ์เป็นรังสีพิเศษทั้งคู่
(2) คลื่นชิป
แผ่นคลื่นเรียกว่าแผ่นคลื่นสามารถใช้เพื่อเปลี่ยนหรือทดสอบโพลาไรซ์ของแสงได้ เมื่อแสงธรรมชาติตกกระทบตามแนวแกนออปติกของคริสตัลแกนเดียว จะไม่เกิดการหักเหของแสง หากรังสีโอเรย์และรังสีเอกซ์สร้างขึ้นเมื่อตกกระทบในแนวตั้งฉากกับแกนคริสตัลออปติกยังคงแพร่กระจายไปตามทิศทางตกกระทบเดิม แต่ความเร็วการแพร่กระจายและดัชนีการหักเหของแสงแตกต่างกัน และความแตกต่างของความเร็วการแพร่กระจายจะมากที่สุด หากชิ้นบางถูกตัดในทิศทางขนานกับแกนออปติกของผลึกแกนเดียว พื้นผิวของเวเฟอร์จะขนานกับแกนออปติก และเวเฟอร์ที่ทำในลักษณะนี้เรียกว่าแผ่นเวเฟอร์ เมื่อแสงโพลาไรซ์ตกกระทบในแนวตั้งฉากกับแกนออปติกของแผ่นคลื่น แผ่นคลื่นจะก่อตัวขึ้น รังสีเอกซ์และรังสีเอกซ์เคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันแต่ด้วยความเร็วต่างกัน ถ้าแผ่นคลื่นหนาขึ้น จะเป็นจำนวนเต็มทวีคูณของความยาวคลื่นของรังสีเอกซ์และรังสีเอกซ์ และแผ่นคลื่นนี้เรียกว่าแผ่นคลื่นเต็ม และอื่น ๆ มีแผ่นครึ่งคลื่นและแผ่นคลื่น 1/4 เป็นต้น
(3) การก่อตัวของแสงโพลาไรซ์แบบวงกลมและแสงโพลาไรซ์แบบวงรี
เมื่อลำแสงธรรมชาติตกกระทบในแนวตั้งฉากกับแกนลำแสงของผลึกแกนเดียว ลำแสงโพลาไรซ์สองลำที่มีระนาบการสั่นตั้งฉากกันจะไม่ต่อเนื่องกัน เนื่องจากแสงธรรมชาติเกิดจากโมเลกุลและอะตอมที่แตกต่างกันในแหล่งกำเนิดแสง จึงไม่มีความแตกต่างของเฟสที่แน่นอน ดังนั้นจึงไม่มีการรบกวนเกิดขึ้น แต่เมื่อลำแสงโพลาไรซ์สีเดียวผ่านวัสดุไบรีฟริงเจนต์[/url] ลำแสงโพลาไรซ์ทั้งสองที่ผลิตได้จะสอดคล้องกัน มันเทียบเท่ากับการสังเคราะห์การสั่นสะเทือนในแนวตั้งฉากร่วมกันสองครั้งในช่วงเวลาเดียวกัน
