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。例如：在植物学方面，如鉴别纤维、染色体、纺锤丝、淀粉粒、细胞壁以及细胞质与组织中是否含有晶体等。医学上的应用则是用偏光显微镜检查关节液中的结晶，检验淀粉我们都知道可以用碘液染色来确定，但使用偏光显微镜，不用染色就可以确定是不是淀粉了。这是马铃薯的淀粉粒，只要切一小片马铃薯，然后在载玻片上涂抹，滴一滴水制成水埋玻片就可以观察了。在低倍下，没有染色只是一般的颗粒。
一般淀粉呈白色或类白色，不溶于、乙醇、丙酮等有机溶剂，也不溶于冷水。淀粉是以颗粒状态存在于胚乳细胞中，不同来源的淀粉其形状、大小各不相同，应用显微镜观察可以区别不同的淀粉或确定未知试样的种类。淀粉颗粒的形状大致可分为圆形、椭圆形和多角形3种。一般水分高，蛋白质含量少的植物淀粉颗粒较大，多呈圆形或椭圆形，如马铃薯淀粉;反之颗粒较小，呈多角形，如米淀粉。在400～600倍显微镜下观察，可以看到有些淀粉表面有轮纹，与树木的年轮相似，马铃薯淀粉轮纹极明显。
不过只要旋转偏光片，世界就不一样了，淀粉粒上会出现十字，这个十字有特殊的名字，称为马耳他十字（MalteseCross），十字的交点就在淀粉粒的脐。这个马耳他十字可是有历史的。再放大一点，可以看见淀粉粒上的环纹，中心点就是脐的位置。
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在实际操作中，偏正显微镜的上下偏振镜的振动方向要互相正交，或东西和南北方向，各自与目镜十字丝的横、纵向一致。有时只用一个下偏振镜来观测，必须确定下偏振镜的振动方向，因此操作时必须对偏振镜进行校正。 1、目镜十字丝的检测 一般要检查目镜十字丝是否正交，以及是否与上下偏振镜振动方向一致，同时选一块解理极完全的黑云母，移至目镜十字丝的中心，将解理缝平行于十字丝的一根丝，记下载物台的刻度数，再转动物台使解理缝平行于另一十字丝，记下载物台的刻度数，两个刻度数之差为90°，说明十字丝正交。 2、下偏振镜振动方向的确定和校正 一般用黑云母来检查下偏振镜的振动方向，这是因为黑云母是一种分布广泛的透明矿物，在单偏光下很有特征。首先找一块解理和清晰的黑云母，移至目镜十字丝中心，推出上偏光镜，转动载物台一周，观察黑云母颜色的变化，因为黑云母对解理方向的振动光吸收较强，所以使黑云母颜色达到最深时，解理缝的方向就是下偏光镜的振动方向。 3、上下偏振镜正交的校正 下偏振镜的方向校正好之后，取下薄片，推人上偏振镜，观察视域是否全黑即是否处于消光状态。如果全黑，则表明上下偏光的振动方向互相正交。否则，上偏振镜须进行校正，即转动上偏振镜，使视域达到最暗为止。转动时必须先松开上偏振镜的止动螺丝，校正好后再拧紧。
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