Polarizasyon mikroskobu ile ilgili bilgilere giriş
Polarizasyon mikroskobu, numunenin anizotropisini ve çift kırılımını incelemek için optik mikroskobun optik sistemine bir polarizör ve bir polarizör yerleştiren bir mikroskoptur. Polarize edici ayna ve polarize edici aynanın her ikisi de polarize edici bir prizmadan veya polarize edici bir plakanın Nicol prizmasından yapılmıştır. Birincisi ışık kaynağı ile numune arasına, ikincisi ise objektif lens ile kontakt lens arasına veya kontakt lensin üzerine monte edilir. Biyolojik örneklerde kas lifleri, kemikler ve dişler anizotropi sergilerken, nişasta granülleri, kromozomlar ve iğcikler çift kırılma sergiler, bu da bunların doku hücrelerinin kimyasal araştırmalarında kullanılmasını sağlar. Işık kaynağı tek dalga boyundaki ışığı kullanabilir. Biyolojik numunelerin metalografik, kaya veya kristal malzemelerle karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha zayıf çift kırılması nedeniyle, bunların girişim renkleri bazen hassas polarizasyon plakalarının neden olduğu toplama ve çıkarma olayları yoluyla kullanılır.
1, Doğal ışık ve polarize ışık
Işık, enine dalgaya ait olan bir elektromanyetik dalgadır (titreşim yönü yayılma yönüne diktir). Güneş ışığı, mum ışığı, floresan lambalar ve tungsten filamanlı lambalar gibi tüm gerçek ışık kaynakları, doğal ışık adı verilen ışık yayar. Bu ışıklar çok sayıda atom ve molekülün lüminesansının toplamıdır. Belirli bir atom veya molekülün yaydığı elektromanyetik dalganın titreşim yönü belirli bir anda tutarlı olsa da her atom ve molekülün yaydığı titreşim yönü de farklıdır ve bu değişimin frekansı son derece hızlıdır. Dolayısıyla doğal ışık, her bir atom veya molekülün yaydığı ışığın toplamıdır ve onun elektromanyetik dalga titreşiminin her yöndeki olasılığının eşit olduğu düşünülebilir.
Doğal ışık penceredeki belirli maddelerden geçer ve yansıma, kırılma ve soğurma sonrasında elektromanyetik dalgaların titreşim dalgaları bir yönde sınırlanırken, diğer yönlerdeki titreşim dalgaları büyük ölçüde zayıflar veya yok edilir. Belirli bir yönde titreşen bu tür ışığa polarize ışık denir. Polarize ışığın titreşim yönü ile ışık dalgalarının yayılma yönünün oluşturduğu düzleme titreşim yüzeyi denir.
Doğrusal polarize ışık, dairesel polarize ışık ve eliptik olarak polarize ışık
1. Doğrusal polarize ışık
Işığın titreşim yönünün aynı düzlemde olması nedeniyle doğrusal polarize ışığa düzlem polarize ışık da denir. Işığın yayılma yönünde bakıldığında bu tür ışığın titreşim yönü düz bir çizgidir, dolayısıyla doğrusal polarize ışık veya doğrusal polarize ışık olarak da adlandırılır.
2. Dairesel polarize ışık ve eliptik polarize ışık
(1) Işığın çift kırılması olgusu ve kristallerin optik ekseni
Bir ışık huzmesi anizotropik bir kristale girdiğinde, farklı yönlerde yayılan iki ışına ayrılır. Bu olaya çift kırılma denir. Çift kırılmaya uğrayan her iki ışık huzmesi de polarize ışıktır. Bu iki ışık ışınından biri her zaman ışığın kırılma yasasını takip eder ve gelme yönü değiştiğinde yayılma hızı değişmez. Bu ışık ışınına sıradan ışın denir ve o ile temsil edilir; Diğer ışık demeti kırılma kanununa uymaz. Gelen ışığın yönü değiştiğinde yayılma hızı da değişir ve ışığın kırılma indisi farklıdır. Bu ışık huzmesine olağanüstü ışık denir ve e ile temsil edilir.
Anizotropik kristallerde çift kırılmanın meydana gelmediği belirli özel yönler vardır. Sıradan ve sıra dışı ışık ışınları aynı yön ve hızda yayılır ve bu yönlere kristalin optik ekseni adı verilir. Tek optik eksene sahip bir kristale tek eksenli kristal, iki optik eksene sahip bir kristale çift eksenli kristal denir. Çift eksenli kristaller için, çift kırılmadan sonra her iki ışık huzmesi de çok hafiftir.
(2) Dalga çipi
Dalga plakaları olarak kısaltılan dalga plakaları, ışığın polarizasyonunu değiştirmek veya test etmek için kullanılabilir. Tek eksenli kristal ekseni boyunca doğal ışık geldiğinde çift kırılma meydana gelmez. Kristal optik eksene dik olarak olay sırasında üretilen o-ışık ve e-ışık hala orijinal olay yönü boyunca yayılıyorsa, ancak farklı yayılma hızları ve kırılma indisleriyle ve yayılma hızlarındaki fark en büyükse. İnce bir film kristalin optik eksenine paralel yönde kesilirse ve çipin yüzeyi optik eksenle aynı hizadaysa ortaya çıkan çipe dalga çipi adı verilir. Polarize ışık, dalga plakasının optik eksenine dik olarak geldiğinde, dalga plakası içinde aynı yayılma yönüne sahip ancak farklı yayılma hızlarına sahip o ışık ve e ışık oluşturur.
