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，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，在地质学等理工科专业中有重要应用。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，但有些则不可用，而必须利用偏光显微镜。反射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，可供广大用户做单偏光观察，正交偏光观察，锥光观察。
一、主要特点
偏光显微镜的特点，就是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性(各向同性)或双折射性(各向异性)。双折射性是晶体的基本特征。因此，偏光显微镜被广泛地应用在矿物、高分子、纤维、玻璃、半导体、化学等领域。在生物学中，很多结构也具有双折射性，这就需要利用偏光显微镜加以区分。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。在植物病理上，病菌的入侵，常引起组织内化学性质的改变，可以偏光显微术进行鉴别。
二、工作原理
偏光显微镜的两个偏振滤光片互为90°，以获得所谓的“暗位”，此时视野是全黑的;如果样品在光学上表现为各向同性(单折射体)，则无论怎样旋转载物台，视场仍是黑暗; 这是因为起偏镜所形成的线偏振光的振动方向不发生变化，根据马吕斯定律，透射光的强度为0;如果样品具有双折射特性，则视野会变亮，这是由于从起偏镜射出的线偏振光进入双折射体后，产生振动方向不同的两种直线偏振光(o光和e光);当这两种光通过检偏镜时，由于e光并不服从折射定律，其与检偏镜偏振方向不是90°，所以可透过检偏镜，视野上就可以看到明亮的象。
三、应用用途
1.偏振光在各向异性金属磨面上的反射
在正交偏振光下观察各向异性晶体。因光学各向异性金属在金相磨面上呈现的各颗晶粒的位向不同，即各晶粒的“光轴”位置不同，使各晶粒的反射偏振光的偏振面旋转的角度不同;通过偏光显微镜后，便可在目镜中观察到具有不同亮度的晶粒衬度。转动载物台，相当于改变了偏振方向与光轴的夹角。旋转载物台360°，视场中可观察到四次明亮，四次暗黑的变化。这就是各向异性晶体在正交偏振光下的偏光效应。
2.偏振光在各向同性金属磨面上的反射
各向同性金属在正交偏光下观察时，由于其各方向光学性质是一致的，不能使反射光的偏振面旋转，直线偏振光垂直入射到各向同性金属磨面上;因其反射光仍为直线偏振光，被与之正交的检偏镜所阻，因此反射偏振光不能通过检偏镜，视场暗黑，呈现消光现象;旋转载物台，也没有明暗变化。这就是各向同性金属在正交偏光下的现象。若在正交偏光下研究各向同性金属，需采用改变原晶体光学性质的特殊方法来实现。常用的有深浸蚀或表面进行阳极化处理。例如，有人采用深浸蚀的方法观察高碳镍铬钢的针状马氏体和原奥氏体晶粒。有人用这种方法观察马氏体和贝氏体，低碳马氏体领域等。
3.非金属夹杂物的偏光分析
非金属夹杂物的正确判别，往往需要运用多种检测手段，才能得到正确的判断。其中，金相方法是较为简便和普遍的途径，居重要地位。通常在偏光显微镜下利用明视场、暗视场、偏振光下的光学特性分析。 广泛应用于地质、化工、医疗、药品等领域的研究与检验，也可进行液态高分子材料，生物聚合物及液晶材料的晶相观察，是科研机构与高等院校进行研究与教学的理想仪器。
四、校正偏光显微镜的偏振片
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全，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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