Kính hiển vi phân cực hay kính hiển vi thạch học là một phương pháp quan sát hiển vi giúp nâng cao độ tương phản và chất lượng hình ảnh. Đây là sự lựa chọn lý tưởng để quan sát các mẫu vật lưỡng chiết (Vật liệu lưỡng chiết là vật liệu khúc xạ ánh sáng theo hai hướng), có sự khác biệt khúc xạ đo được xác định bởi hướng quan sát ống kính phân cực trên kính hiển vi.
Kính hiển vi phân cực thường được sử dụng bởi các nhà địa chất, nhà hóa học và khoáng vật. Gần đây, loại kính này cũng được đưa vào sử dụng trong sinh học.
 |
| Mẫu vật lưỡng chiết - tinh thể calcite |
Cấu tạo của kính hiển vi phân cực
Kính hiển vi phân cực bao gồm các yếu tố của một kính hiển vi cơ bản (xem thêm Cấu tạo kính hiển vi), kèm một số yếu tố bổ sung. Loại kính này được biến đổi từ kính hiển vi phức hợp. Kính hiển vi soi nổi cũng có thể thay đổi để quan sát phân cực (xem thêm Kính hiển vi soi nổi).
Trong cấu tạo của kính hiển vi phân cực có bổ sung những phần sau :
- Một bộ phận phân cực và phân tích
- Một bàn đặt mẫu xoay tròn
- Tấm sóng hoặc bộ lọc đặt giữa các vật quan sát và đường truyền ánh sáng.
- Ống kính Bertrand
Phía dưới kính hiển vi phân cực là một nguồn sáng hướng lên một bàn mang mẫu xoay tròn ( vị trí đặt mẫu ), bộ phân cực ánh sáng - polarizer được đặt ở giữa. Ánh sáng phân cực đi lên qua mẫu vật vào vật kính đặc hiệu. Vật kính đặc hiệu này làm giảm độ nhiễu được tạo ra bởi các thấu kính. Ánh sáng khúc xạ được kết hợp lại bởi một kính phân cực ánh sáng thứ hai được gọi là bộ phân tích - analyzer . Bộ phân tích được đặt giữa vật kính và thị kính.
Bộ phân cực chỉ cho phép một số sóng ánh sáng hoặc dao động nhất định đi qua.
Bộ phân tích , thường là bộ phân cực thứ hai nằm trên mẫu, xác định lượng và hướng của ánh sáng chiếu sáng mẫu.
Về cơ bản, sự phân cực tập trung các bước sóng và rung động khác nhau của ánh sáng lên một mặt phẳng.
Mối quan hệ của bộ phân cực và bộ phân tích , ngoài các bộ lọc có thể thêm vào , xác định lượng ánh sáng được hấp thụ , phản xạ, khúc xạ và / hoặc truyền qua kính hiển vi.
Kính hiển vi phân cực có thể sử dụng ánh sáng truyền qua và ánh sáng phản xạ.
Ánh sáng truyền qua là ánh sáng khuếch tán từ bên dưới mẫu . Ánh sáng này thường đi qua một tụ quang, cho phép người xem thấy một hình ảnh tương phản được nới rộng.
Ánh sáng phản xạ , đôi khi được gọi là ánh sáng epi hoặc ngẫu nhiên, thích hợp nhất cho các mẫu đục, chẳng hạn như kim loại, hợp kim, vật liệu tổng hợp và oxit khoáng sản và các loại khoáng sunfua .
- Một bộ phận phân cực và phân tích
- Một bàn đặt mẫu xoay tròn
- Tấm sóng hoặc bộ lọc đặt giữa các vật quan sát và đường truyền ánh sáng.
- Ống kính Bertrand
Phía dưới kính hiển vi phân cực là một nguồn sáng hướng lên một bàn mang mẫu xoay tròn ( vị trí đặt mẫu ), bộ phân cực ánh sáng - polarizer được đặt ở giữa. Ánh sáng phân cực đi lên qua mẫu vật vào vật kính đặc hiệu. Vật kính đặc hiệu này làm giảm độ nhiễu được tạo ra bởi các thấu kính. Ánh sáng khúc xạ được kết hợp lại bởi một kính phân cực ánh sáng thứ hai được gọi là bộ phân tích - analyzer . Bộ phân tích được đặt giữa vật kính và thị kính.
Bộ phân cực chỉ cho phép một số sóng ánh sáng hoặc dao động nhất định đi qua.
Bộ phân tích , thường là bộ phân cực thứ hai nằm trên mẫu, xác định lượng và hướng của ánh sáng chiếu sáng mẫu.
Về cơ bản, sự phân cực tập trung các bước sóng và rung động khác nhau của ánh sáng lên một mặt phẳng.
Mối quan hệ của bộ phân cực và bộ phân tích , ngoài các bộ lọc có thể thêm vào , xác định lượng ánh sáng được hấp thụ , phản xạ, khúc xạ và / hoặc truyền qua kính hiển vi.
Kính hiển vi phân cực có thể sử dụng ánh sáng truyền qua và ánh sáng phản xạ.
Ánh sáng truyền qua là ánh sáng khuếch tán từ bên dưới mẫu . Ánh sáng này thường đi qua một tụ quang, cho phép người xem thấy một hình ảnh tương phản được nới rộng.
Ánh sáng phản xạ , đôi khi được gọi là ánh sáng epi hoặc ngẫu nhiên, thích hợp nhất cho các mẫu đục, chẳng hạn như kim loại, hợp kim, vật liệu tổng hợp và oxit khoáng sản và các loại khoáng sunfua .
Mẫu vật sử dụng cho quan sát
Không phải tất cả các mẫu đều thích hợp để quan sát bằng kính hiển vi phân cực. Chỉ mẫu vật bất đẳng hướng mới cho ra hình ảnh hữu dụng. Vật liệu bất đẳng hướng là vật liệu không có sự phân bố đồng đều về tính chất. Điều này có nghĩa là nếu ánh sáng được truyền qua vật liệu theo hướng không điển hình, ánh sáng sẽ được chia thành hai tia riêng biệt hoặc dạng sóng. Đây là phản ứng thường thấy trong thạch anh hoặc tinh thể tourmaline, đó là lý do các nhà địa chất và khoáng học sử dụng kính hiển vi phân cực.
Kính hiển vi phân cực hoạt động như thế nào
Khi ánh sáng từ nguồn ánh sáng đi qua bộ phân cực , nó tạo ra ánh sáng phân cực phẳng. Không đi quá sâu vào kiến thức khoa học, điều này về cơ bản có nghĩa là thay vì đi bằng nhau trong mọi hướng, ánh sáng đi trên một con đường bằng phẳng duy nhất. Khi con đường duy nhất này của ánh sáng tương tác với các vật liệu bất đẳng hướng , nó được chia thành hai con đường của ánh sáng được gọi là tia thường và tia bất thường. Mỗi tia mang thông tin khác nhau về mẫu vật. Bộ phân tích - analyser sẽ đặt hai tia này trở lại với nhau để chúng có thể được xem như là một hình ảnh duy nhất .
Hình ảnh từ kính hiển vi phân cực
Các hình ảnh được tạo ra bởi kính hiển vi phân cực có thể xuất hiện rất khác nhau. Các hình ảnh này có thể có nhiều hơn hoặc ít hơn màu đen và trắng. Khi bàn mang mẫu quay, làm xoay mẫu thì hình ảnh của mẫu cũng thay đổi theo.
Ứng dụng
Kỹ thuật phân cực cho phép các nhà nghiên cứu để có được thông tin về sự hấp thụ màu sắc, cấu trúc, thành phần, khúc xạ ánh sáng và các tính chất khác như đẳng hướng và dị hướng .
Kính hiển vi phân cực được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực địa chất hoặc thạch học cho việc nghiên cứu đá và khoáng vật.
Không phải tất cả các mẫu đều thích hợp để quan sát bằng kính hiển vi phân cực. Chỉ mẫu vật bất đẳng hướng mới cho ra hình ảnh hữu dụng. Vật liệu bất đẳng hướng là vật liệu không có sự phân bố đồng đều về tính chất. Điều này có nghĩa là nếu ánh sáng được truyền qua vật liệu theo hướng không điển hình, ánh sáng sẽ được chia thành hai tia riêng biệt hoặc dạng sóng. Đây là phản ứng thường thấy trong thạch anh hoặc tinh thể tourmaline, đó là lý do các nhà địa chất và khoáng học sử dụng kính hiển vi phân cực.
Kính hiển vi phân cực hoạt động như thế nào
Khi ánh sáng từ nguồn ánh sáng đi qua bộ phân cực , nó tạo ra ánh sáng phân cực phẳng. Không đi quá sâu vào kiến thức khoa học, điều này về cơ bản có nghĩa là thay vì đi bằng nhau trong mọi hướng, ánh sáng đi trên một con đường bằng phẳng duy nhất. Khi con đường duy nhất này của ánh sáng tương tác với các vật liệu bất đẳng hướng , nó được chia thành hai con đường của ánh sáng được gọi là tia thường và tia bất thường. Mỗi tia mang thông tin khác nhau về mẫu vật. Bộ phân tích - analyser sẽ đặt hai tia này trở lại với nhau để chúng có thể được xem như là một hình ảnh duy nhất .
Hình ảnh từ kính hiển vi phân cực
Các hình ảnh được tạo ra bởi kính hiển vi phân cực có thể xuất hiện rất khác nhau. Các hình ảnh này có thể có nhiều hơn hoặc ít hơn màu đen và trắng. Khi bàn mang mẫu quay, làm xoay mẫu thì hình ảnh của mẫu cũng thay đổi theo.
Ứng dụng
Kỹ thuật phân cực cho phép các nhà nghiên cứu để có được thông tin về sự hấp thụ màu sắc, cấu trúc, thành phần, khúc xạ ánh sáng và các tính chất khác như đẳng hướng và dị hướng .
Kính hiển vi phân cực được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực địa chất hoặc thạch học cho việc nghiên cứu đá và khoáng vật.
Kính hiển vi ánh sáng phân cực có thể được sử dụng để kiểm tra vật liệu trong một số ngành công nghiệp . Có thể sử dụng kính để kiểm tra các mẫu y tế như răng, mô cơ và mỡ hoặc xác định các tinh thể bệnh Gout (xem thêm Cách sử dụng kính hiển vi phân cực chẩn đoán Gút). Kính hiển vi phân cực được sử dụng trong luyện kim để kiểm tra các thành phần của kim loại hoặc hợp kim. Trong kiểm tra công nghiệp, sử dụng để kiểm tra các loại sợi ( như amiăng ).