偏光显微镜

镜像鉴定

一、偏光显微镜

1.偏光显微镜的原理

偏光显微镜装有特制的偏光镜，主要是利用双折射与选择吸收产生偏光的原理制成的。

2.偏光显微镜的构造

（1）镜座（2）镜臂（3）反光镜（4）下偏光镜（5）锁光圈（6）聚光镜（7）载物台（8）镜筒（9）物镜（10）目镜（11）上偏光镜（12）勃氏镜（13）粗、微动螺旋

3.偏光显微镜的的调节

（1）装卸镜头

a)装卸目镜（十字丝在东西、南北方向上）

b)装卸物镜

（2）调节照明（对光）

装上中倍物镜与目镜以后，推出上偏光镜与勃氏镜，打开锁光圈；转动反光镜对准光源，直到视域最亮为止。

注意：不要把反光镜直接对准太阳光，这样容易使眼睛疲劳。

（3）调节焦距

a)将欲观察的薄片，置载物台中心，用夹子夹紧；

b)从侧面看着镜头，旋转粗动螺丝，将镜筒下降到最低位置（高倍镜要下降到几乎与薄片接触为止）；

c)从目镜里观察，并旋转粗动螺丝使镜筒缓缓上升，直到视域中物象清楚为止。如果物象不够清楚，可转动微动螺丝使之清楚。

（4）校正中心

在显微镜的光学系统中，载物台的旋转轴、物镜中轴、镜筒中轴及目镜中轴应当严格在一条直线上。此时旋转物台，视域中心的物像不动，其余的物像则绕中心做圆周运动。如果它们不在一条直线上，将影响光学性质的鉴定。为此，必须进行校正中心，使它们在一条直线上。校正中心的步骤如下：

a)检查物镜是否安装在正确的位置上，因为校正有一定限度，如果物镜不在正确的位置上，则根本不能校好中心。

b)在薄片中选一小点，置视域中心（十字丝交点上）。旋转物台一周，找出物像旋转中心的位置O点；

c)再旋转物台180o，使小点至a′处；

d)转动校正螺丝，使小点从a′移至O点；

e)移动薄片，将小点移到十字丝中心，旋转物台若小点不动，则中心已校好；若离开十字丝中心，则说明中心还未完全校正，必须按上述步骤重复校正，直到完全校好。

f)若偏心很大，旋转物台小点由十字丝中心移到视域以外，则根据小点移动情况估计此偏心圆的中心O点方位。转动校正螺丝，使小点自十字丝交点a向偏心圆的中心O点反方向移动相当于圆半径长的距离。移动薄片使小点回到十字丝交点，旋转物台可能偏心不大，此时，可按上述偏心小的方法继续校正。

二、晶体光学基础

1.自然光与偏光

光波根据振动的特点，可分为自然光与偏光。

自然光是一切从实际光源发出的普通光波，如太阳光，灯光等。其振动的特点，是在垂直于光波传播方向的平面内作任何方向的振动，而且是均匀对称的。

自然光波经过反射、折射、双折射及吸收等作用，可以成为只在一个方向上振动的光波，这种光波一般称为偏光或偏振光。光波振动方向与传播方向所构成的平面称为振动面，平行传播方向而与振动面垂直的平面称为偏光面。

自然光通过偏光镜后，即成为振动方向固定的偏光。

2.光在均质体和非均质体中的传播方式

根据晶体的光学性质不同，可以把物质分为均质体和非均质体两大类。一切不结晶的物质与等轴晶系矿物的光学性质各方向相同，称为光性均质体，简称为均质体。其他各晶系矿物晶体的光学性质随方向而异，称为光性非均质体，简称为非均质体。

光射入均质体中，发生折射，一般不改变光波的振动性质。光在均质体中向任何方向振动时其折光率大小相同。

光射入非均质体中，发生双折射，产生振动互相垂直而折光率不等的两种偏光。非均质体的折光率大小随振动方向不同而有变化，每一种振动方向都有其相应的折光率值。

并不是光沿任何方向射入非均质体中，都能发生双折射。在非均质体中这种不发生双折射的特殊方向称为光轴。这种光轴在中级晶族晶体中只有一个，故称一轴晶。低级晶族晶体中有两个，故称二轴晶。

3.光率体

光率体是表示晶体中光波振动方向与折光率之间关系的一种光性指示体。在光波的振动方向上，按比例截取折光率值，再把各线段端点联结起来即成为光率体。

均质体的光率体是一个球体。

一轴晶光率体是一个旋转椭球体，而且有正负之分。

二轴晶光率体是一个三轴椭球体。

三、正交偏光镜间晶体光学性质

1.正交偏光镜的装备及特点

所谓正交偏光镜，就是除用下偏光镜以外，再推入上偏光镜，而且使上、下偏光镜的振动方向互相垂直。

在正交偏光镜间不放任何矿片，其视域是最暗的。

将矿物薄片置于正交偏光镜间，因矿物切片性质特点不同而发生消光和干涉现象，成为正交偏光镜间研究矿物的重要根据。

2.正交偏光镜间矿物的消光现象

均质矿物与非均质矿物垂直光轴切片，旋转载物台360°为全消光。非均质矿物其他方向切片，则为四次消光；所以全消光的切片可能是均质矿片，也可能是非均质矿物垂直光轴切片；而四次消光的是非均质矿片。

四、油浸法概述

1.油浸法的原理

油浸法测定折光率，是将欲测矿物碎屑浸于已知折光率的油中，比较二者的折光率，通过一系列浸油的更换，使之与被研究矿物的折光率相等，以这种浸油的折光率作为矿物的折光率。

比较矿物与浸油折光率大小的原理，和薄片中比较矿物折光率原理相同。如果浸油的折光率和矿物的折光率不等，在单偏光镜下矿物有明显的边缘和突起，折光率相差越大，突起越明显。利用贝克线移动规律，可以知道矿物与浸油折光率的相对高低。当矿物与浸油折光率相等或相近时，矿物的轮廓几乎看不见。

2. 贝克线

在两个折光率不同的物质接触处，可以看见一条比较明亮的细线，稍微升降镜筒即作平行移动，这条细的亮线称为贝克线。

贝克线的移动规律是：当提升镜筒时，贝克线向折光率大的方向移动；下降镜筒时，贝克线向折光率小的方向移动。

根据贝克线的移动规律可以比较相邻两矿物折光率的大小。

3.浸油的配制

由于不可能选择折光率均匀增加的浸油，所以常常是利用两种折光率不同的液体，按不同的比例人工混合，配制成一套完整的浸油。

选择折光率不同的浸油时应符合以下要求：

a)浸油不应与被研究的物质起反应。

b)配制浸油的液体应能互相混合。

c)保存时折光率不易发生变化。

d)浸油挥发性不强。

配制方法：

已知二种油液的折光率为N1,N2;欲配制浸油的折光率为N3，体积为V3，欲取二种油液的体积为V1,V2;用下列方程式联立，即可求得V1,V2:

N1V1+ N2V2= N3V3……………○1

V1+ V2 = V3 …………○2

配制后的浸油，应利用阿贝折光仪检验其折光率的大小。

测定浸油折光率时应说明测定时的温度。因为浸油的折光率随温度的升高而降低，其平均温度系数大约等于0.0004（温度每升高一度，浸油折光率降低的数值），一般工作时应加以校正。

此外，部分浸油能氧化。在日光下部分浸油会分解，所以应用暗色瓶装浸油，且需加盖封紧。

4.油浸法测定矿物折光率的方法

1)油浸薄片的制备

a)将欲测矿物破碎成均匀的细粒，直径一般为0.03～0.05毫米。注意

不要研磨，以保持矿物碎屑的原始状态，防止颗粒上沾有很多更细的粉末。

b)取少量矿物碎屑（约15～20颗）置于载玻片中央，用利物把碎屑均

匀地散开。

c)用盖玻片把碎屑盖上，取一滴浸油，从旁侧滴到盖玻片上，由于毛细

管作用，浸油即浸满盖玻片与载玻片之间，将矿物包围起来。浸油不要过多，否则矿物会浮动。盖玻片应保持清洁。

2)均质体矿物的测定：

均质体矿物仅有一个折光率，只要将矿物浸在浸油中连续比较，直到浸油与矿物折光率相等，或介于折光率相近的两个浸油之间为止。常见的均质体包括氯化钠和氯化钾、无水钾镁矾等。

3）非均质体矿物的测定：

一轴晶矿物需要测得两个主折光率，二轴晶矿物需要测得三个主折光率。这些主折光率须在定向切面上测量。

5. 矿物颗粒大小及含量的测定

1）颗粒大小的测量

测定薄片中矿物颗粒的大小，通常使用带有刻度尺的接目镜来进行。这种接目镜的十字丝上刻有100个小格（刻度尺），每一小格所代表的长度因放大倍数不同而不同。知道了目镜刻度尺上每一小格所代表的长度以后，将欲测矿物的一边与刻度尺一边重合，量其所占格数后，再乘上刻度尺每格所代表的长度即得欲测矿物的长度或宽度。

2）岩石中矿物含量的测定——比较法

比较法是以目测方式粗略估计岩石薄片中的矿物量比。估计矿物量比最好以标准图案（图108A）作为比较标准。

注意：一个百分含量的颗粒，由于颗粒大小不同，颗粒的数目有很大的差别，往往会造成估计中的重大误差（图108B）。

因此，最好制成不同粒度的（如粗、中、细等）颗粒百分含量的标准图案。

五. 偏光显微镜的保养规则：

1）搬动、放置及使用显微镜时，动作要轻，防止震动。从镜箱里取出显微镜时，必须手握镜臂，切勿提住微动螺丝以上的任何部位。

2）镜头必须保持清洁，若镜头上有灰尘，则需用擦镜头的软纸擦，切不可用手指或粗纸擦，以防损坏镜头。

3）显微镜的任何附件，应严防坠地或跌落。附件用毕放回原处，禁止随便放在桌上或夹在书中带走。

4）不得随便拆卸显微镜。

5）薄片置于载物台上，需以弹簧夹压紧，盖玻片必须朝上，不得使薄片反置于载物台上。

6）下降镜筒时，切勿使物镜与薄片相撞而损坏镜头和薄片。

7）当校正螺丝失效时，不应强力扭动，应找专业人员维修。

8）用完后，应将上偏光镜、勃氏镜推入镜筒内，以免落入灰尘。在镜筒上如有罩子则需罩上，若无，则需置一目镜，以免灰尘掉入镜筒内。

偏光显微镜是用于研究所谓透明与不透明各向异性材料的一种显微镜。凡具有双折射的物质，在偏光显微镜下就能分辨的清楚，当然这些物质也可用染色法来进行观察，但有些则不可能，而必须利用偏光显微镜。

（1）偏光显微镜的特点

将普通光改变为偏振光进行镜检的方法，以鉴别某一物质是单折射（各向同行）或双折射性（各向异性）。双折射性是晶体的基本特性。因此，偏光显微镜被广泛地应用在矿物、化学等领域，在生物学和植物学也有应用。

（2）偏光显微镜的基本原理

偏光显微镜的原理比较复杂，在此不作过多介绍,偏光显微镜必须具备以下附件：起偏镜，检偏镜，补偿器或相位片，专用无应力物镜，旋转载物台。

（3）偏光镜检术的方式

a.正相镜检（Orthscope）:又称无畸变镜检，其特点是使用低倍物镜，不用伯特兰透镜（BertrandLens）,被研究对象可直接用偏振光研究。同时为使照明孔径变小，推开聚光镜的上透镜。正相镜检用于检查物体的双折射性。

b.锥光镜检（Conoscope）：又称干涉镜检，研究在偏振光干涉时产生的干涉

图样，这种方法用于观察物体的单轴或双轴性。在该方法中，用强会聚偏振光束照明。

（4）偏光显微镜在装置上的要求

a.光源：最好采用单色光，因为光的速度，折射率，和干涉现象由于波长的不同而有差异。一般镜检可使用普通光。

b.目镜：要带有十字线的目镜。

c.聚光镜：为了取得平行偏光，应使用能推出上透镜的摇出式聚光镜。

d.伯特兰透镜：聚光镜光路中的辅助部件，这是把物体所有造成的初级相放大为次级相的辅助透镜。它可保证用目镜来观察在物镜后焦平面中形成的平涉图样。

（5）偏光镜检术的要求

a.载物台的中心与光轴同轴。

b.起偏镜和检偏镜应处于正交位置。

c.制片不宜过薄。

XP-200 系列偏光显微镜是利用光的偏振特性对具有双折射性物质进行研究鉴定的必备仪器。偏光显微镜在医学上有广泛的用途，如观察齿、骨、头发及活细胞等的结晶内含物，神经纤维、动物肌肉、植物纤维等的结构细节，分析病变过程，偏光显微镜也可以观察无机化学中各种盐类的结晶状况。

仪器图解说明

◇ 先进的光学系统，提供了高质量的数码图像

装有CF偏光光学系统的 XP-200 偏光显微镜，不但可以向您提供高数值孔径、长工作距离，外加能够最大限度满足用户对使用上先进研究技法的升级要求的卓越性能，而且能够获得高质量的偏光图像。

◇人机工程学设计，使操作更方便

偏光显微镜使调焦旋钮、照明控制旋钮和载物台手柄都紧密相邻，使用者在工作时可以把双手都放在桌面上，只需最小的移动就可以操作。低位调焦装置，带有限位和调节松紧装置的粗、微动调焦系统，聚焦位置可以被锁定，从而使得更换样品后的重新聚焦变得更为容易。

◇任意调节的双目瞳距

倾斜45°角的双目观察筒可以让用户在观察时保持一个舒适的姿势。观察筒同时具备瞳距和屈光度的调节功能，可以方便地供多人使用。双瞳调节距离为55mm-75mm

◇防霉处理，提高零件耐用性

由于物镜、目镜和观察筒都进行了有效的防霉处理，所以能确保获得持续清晰的图像，并延长显微镜的使用寿命，即使在湿热的环境中工作也不受影响。