偏振光顯微鏡應(yīng)用紀(jì)實(shí)
瀏覽次數(shù):2256 發(fā)布日期:2021-3-3
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偏振光顯微鏡(又稱(chēng)為偏光顯微鏡)是一種應(yīng)用于不同領(lǐng)域的重要方法,包括研究和質(zhì)量保證。它不僅僅是在高倍率和高分辨率下產(chǎn)生圖像,這通常是用普通光學(xué)顯微鏡完成的。
通過(guò)檢查樣本的形狀、結(jié)構(gòu)、顏色、雙折射和進(jìn)一步的光學(xué)性質(zhì),可以獲得有關(guān)樣本結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)和成分的附加信息。
偏振光顯微鏡在地球科學(xué)和各個(gè)行業(yè)的質(zhì)量控制中有著廣泛的應(yīng)用:
- 地球科學(xué):地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)、礦物學(xué)、晶體結(jié)構(gòu)表征、石棉分析和煤分析(鏡質(zhì)體反射率)
- 質(zhì)量控制:玻璃(應(yīng)力雙折射或夾雜物)、塑料和聚合物(應(yīng)力雙折射)、紡織品和纖維、電子顯示器和液晶檢查。
在本圖集中展示了各種地質(zhì)和工業(yè)應(yīng)用的偏振光顯微鏡圖像。
石棉
石棉一詞包括6種不同性質(zhì)的天然硅酸鹽礦物。每一根都由長(zhǎng)而柔韌的晶體纖維組成。石棉在許多年前就被用作建筑材料,后來(lái)才被認(rèn)為對(duì)健康有害。如果在一個(gè)舊建筑中發(fā)現(xiàn)石棉,處理這些類(lèi)型的物質(zhì)可能需要非常昂貴的費(fèi)用。
左:纖維狀陽(yáng)起石平行偏振器成像。右:用交叉偏鏡拍攝的陽(yáng)起石樣本。陽(yáng)起石纖維顯示出明顯的雙折射顏色,這明顯區(qū)別于玻璃纖維(無(wú)雙折射)。DM4P顯微鏡使用透射光、20x N平面DS(色散染色)物鏡和偏光鏡的成像效果
一束未知的礦物纖維在明場(chǎng)照明下很難區(qū)分。
DM4P顯微鏡使用透射光、20x N平面DS(色散染色)物鏡和偏光鏡的成像效果
除了經(jīng)典的雙折射色外,色散色法也可用于測(cè)定樹(shù)狀光。石棉纖維呈明顯的分散色。溫石棉是最常見(jiàn)的石棉。在這張圖中,典型的橄欖石色系是藍(lán)色的。介質(zhì)的折射率為1.553。
DM4P顯微鏡使用透射光、20x N平面DS(色散染色)物鏡和偏光鏡的成像效果
這張圖片顯示了典型的洋紅色分散色溫石棉在一個(gè)E-W方向。介質(zhì)的折射率為1.553。DM4P顯微鏡使用透射光、20x N平面DS(色散染色)物鏡和偏光鏡的成像效果
礦石
礦石是含有貴重礦物的天然巖石。礦石通常通過(guò)采礦收集,然后進(jìn)一步加工,以便提取所需的礦物。金屬礦石通常是氧化物、硫化物或硅酸鹽。用偏振光顯微鏡可以對(duì)礦石的晶體結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行特征分析。
含有黃長(zhǎng)石晶體的高爐爐渣,根據(jù)其干涉顏色顯示出明顯的分帶。干涉色從棕色(邊緣)到藍(lán)色(核心)的變化表明晶體生長(zhǎng)過(guò)程中化學(xué)成分的變化(降低鎂含量)。
DM4P顯微鏡使用透射光、20x N平面DS(色散染色)物鏡和偏光鏡的成像效果
纖維
偏振顯微鏡能迅速提供有關(guān)纖維的有用信息,如人發(fā)或天然纖維(如羊毛、棉花、絲綢等)和合成纖維(如聚酰胺尼龍、聚酯、人造絲等聚合物)。通常這些信息可以幫助區(qū)分。
左:用平行偏鏡成像的尼龍纖維。右:用交叉偏鏡成像的尼龍纖維顯示出典型的高階雙折射顏色。DM4 P顯微鏡使用透射光、20x平面熒光物鏡和偏光的鏡的成像效果
左:平行偏光鏡成像的Perlon®聚酰胺纖維。右:相同的Perlon®*光纖,使用交叉偏鏡成像,顯示高階雙折射顏色。DM4 P顯微鏡使用透射光、20x平面熒光物鏡和偏光鏡的成像效果。
*所有產(chǎn)品和企業(yè)名稱(chēng)都打有其對(duì)應(yīng)持有者的商標(biāo)
™ 或注冊(cè)
® 商標(biāo)。對(duì)于這些商標(biāo)的使用不代表已獲得任何授權(quán)或許可。
左:羊毛纖維成像與平行偏鏡。右:用交叉偏光鏡成像的同一羊毛纖維沒(méi)有明顯的雙折射顏色。DM4P顯微鏡使用透射光、20x N平面DS(色散染色)物鏡和偏光鏡的成像效果
地理學(xué)
巖石和礦物的晶體結(jié)構(gòu)和成分可以用偏振光來(lái)表征。用偏振光顯微鏡檢查巖石通常需要制作厚度約為25 μm的薄片。
用交叉偏光鏡成像的混凝土樣本的薄片。在細(xì)粒基質(zhì)中可以看到具有典型低階雙折射顏色(灰色表示一階)的幾乎不圓的石英顆粒,以及顯示波動(dòng)消光的較大石英顆粒。毛孔可識(shí)別為黑色、圓形結(jié)構(gòu)。
DM4P顯微鏡用透射光、5倍平面熒光物鏡和偏光鏡的成像效果
左:使用平行偏光鏡對(duì)玄武巖薄切片進(jìn)行成像。 可見(jiàn)典型的斑巖結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)即較大的樣本和細(xì)小的基質(zhì)。單種礦物上的棕色條紋表明未二次交替過(guò)程。右: 同樣的玄武巖切片,使用交叉偏光鏡進(jìn)行成像。較大的晶體顯示較高的雙折射顏色(輝石和橄欖石)。條形斜長(zhǎng)石由于其形狀和低雙折射而清晰可見(jiàn)。DM4P顯微鏡用透射光、10倍平面熒光物鏡和偏光鏡的成像效果
微斜線成像與平行偏鏡顯示典型的雙光柵。
DM4P顯微鏡用透射光、40倍平面熒光物鏡和偏光鏡的成像效果
左:榴輝巖中的辛結(jié)構(gòu),由輝石和石榴石粘合而成,用平行偏光鏡成像。這種反應(yīng)是由于壓力和溫度的變化,而不是礦物最初形成的原始條件。右:用交叉偏光鏡成像的榴輝巖中相同的辛結(jié)構(gòu)。DM4P顯微鏡用透射光、20倍平面熒光物鏡和偏光鏡的成像效果