Pengantar pengetahuan terkait mikroskop polarisasi
Mikroskop polarisasi adalah mikroskop yang memasukkan polarizer dan polarizer ke dalam sistem optik mikroskop optik untuk memeriksa anisotropi dan birefringence sampel. Cermin polarisasi dan cermin polarisasi keduanya terbuat dari prisma polarisasi atau prisma Nicol dari pelat polarisasi. Yang pertama dipasang di antara sumber cahaya dan sampel, sedangkan yang kedua dipasang di antara lensa objektif dan lensa kontak atau di atas lensa kontak. Dalam sampel biologis, serat otot, tulang, dan gigi menunjukkan anisotropi, sedangkan butiran pati, kromosom, dan gelendong menunjukkan birefringence, sehingga digunakan dalam penelitian kimia sel jaringan. Sumber cahayanya dapat menggunakan cahaya dengan panjang gelombang tunggal. Karena birefringence sampel biologis jauh lebih lemah dibandingkan dengan bahan metalografi, batuan, atau kristal, warna interferensinya terkadang dimanfaatkan melalui fenomena penambahan dan pengurangan yang disebabkan oleh pelat polarisasi sensitif.
1, cahaya alami dan cahaya terpolarisasi
Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang termasuk dalam gelombang transversal (arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatnya). Semua sumber cahaya sebenarnya, seperti sinar matahari, cahaya lilin, lampu neon, dan lampu filamen tungsten, memancarkan cahaya yang disebut cahaya alami. Lampu-lampu ini adalah jumlah pendaran sejumlah besar atom dan molekul. Walaupun arah getaran gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh suatu atom atau molekul tertentu konsisten pada saat tertentu, namun arah getaran yang dipancarkan setiap atom dan molekul juga berbeda-beda, dan frekuensi perubahannya sangat cepat. Oleh karena itu, cahaya alami adalah jumlah cahaya yang dipancarkan oleh setiap atom atau molekul, dan dapat dianggap bahwa probabilitas getaran gelombang elektromagnetik ke segala arah adalah sama.
Cahaya alami melewati zat tertentu di jendela, dan setelah pemantulan, pembiasan, dan penyerapan, gelombang getaran gelombang elektromagnetik dibatasi pada satu arah, sedangkan gelombang getaran pada arah lain sangat dilemahkan atau dihilangkan. Jenis cahaya yang bergetar ke arah tertentu disebut cahaya terpolarisasi. Bidang yang dibentuk oleh arah getaran cahaya terpolarisasi dan arah rambat gelombang cahaya disebut permukaan getaran.
Cahaya terpolarisasi linier, cahaya terpolarisasi sirkular, dan cahaya terpolarisasi elips
1. Cahaya terpolarisasi linier
Cahaya terpolarisasi linier, karena arah getaran cahaya berada pada bidang yang sama, disebut juga cahaya terpolarisasi bidang. Jika dilihat dari arah rambat cahaya, arah getaran cahaya jenis ini adalah garis lurus, sehingga disebut juga cahaya terpolarisasi linier atau cahaya terpolarisasi linier.
2. Cahaya terpolarisasi melingkar dan cahaya terpolarisasi elips
(1) Fenomena birefringence cahaya dan sumbu optik kristal
Ketika seberkas cahaya memasuki kristal anisotropik, ia terbagi menjadi dua sinar yang merambat ke arah berbeda. Fenomena ini disebut birefringence. Kedua berkas cahaya yang mengalami birefringence adalah cahaya terpolarisasi. Salah satu dari dua berkas cahaya ini selalu mengikuti hukum pembiasan cahaya, dan kecepatan rambatnya tidak berubah ketika arah datangnya berubah. Berkas cahaya ini disebut sinar biasa, dilambangkan dengan o; Berkas cahaya lainnya tidak mengikuti hukum pembiasan. Ketika arah datangnya cahaya berubah, kecepatan rambatnya juga berubah, dan indeks bias cahayanya pun berbeda. Berkas cahaya ini disebut cahaya luar biasa dan dilambangkan dengan e.
Dalam kristal anisotropik, terdapat arah khusus tertentu di mana birefringence tidak terjadi. Sinar cahaya biasa dan luar biasa merambat dalam arah dan kecepatan yang sama, dan arah ini disebut sumbu optik kristal. Kristal dengan satu sumbu optik disebut kristal uniaksial, dan kristal dengan dua sumbu optik disebut kristal biaksial. Untuk kristal biaksial, kedua berkas cahaya setelah birefringence sangat ringan.
(2) Chip gelombang
Pelat gelombang, disingkat pelat gelombang, dapat digunakan untuk mengubah atau menguji polarisasi cahaya. Ketika cahaya alami datang sepanjang sumbu kristal uniaksial, tidak terjadi birefringence. Jika o-light dan e-light yang dihasilkan ketika datang tegak lurus sumbu optik kristal masih merambat sepanjang arah datang semula, namun dengan kecepatan rambat dan indeks bias yang berbeda, serta perbedaan kecepatan rambat yang paling besar. Jika film tipis dipotong sejajar dengan sumbu optik suatu kristal, dan permukaan keping rata dengan sumbu optik, maka keping yang dihasilkan disebut keping gelombang. Ketika cahaya terpolarisasi datang tegak lurus terhadap sumbu optik pelat gelombang, ia membentuk cahaya o dan cahaya e dengan arah rambat yang sama tetapi kecepatan rambat berbeda di dalam pelat gelombang.
