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奥林巴斯显微镜:光的偏振

2013-10-16  发布者:admin 

自然阳光和几乎所有其他形式的人工照明光波的电场矢量振动的传播方向垂直的平面内所有发送。当电场矢量的一个限制到一个单一的平面,然后通过过滤的光被说成是相对于偏振光的传播方向和所有波在同一平面上振动。

过滤片

这个概念是在下面的图1所示,探索与偏振片的光波相互作用。在这个例子中,入射光的电场矢量的振动的传播方向垂直,在遇到第一个偏振器之前的所有平面分布是相同的。上面示出的偏振器,实际上是包含在一个单一的方向取向的长链聚合物分子的过滤器。仅是在相同的平面内取向的聚合物分子振动的入射光被吸收,而成直角的平面上振动的光通过第1偏振滤光器。在图1中,偏振器1的垂直方向的入射光束,以便它能够传递垂直于入射光束的波。由偏振器2,因为第二偏振片中的光波的电场矢量相对于水平方向的波通过偏振器1随后被禁止使用。使用两个偏振器相对于彼此成直角定向的概念通常被称为交叉偏振和偏振光显微镜的做法的基础。

非偏振的入射光(自然阳光,例如)被极化,以在一定程度上,当它被绝缘表面的反射像水或公路。在这种情况下,光波的电场矢量平行于表面的反射在更大程度上有不同的取向。绝缘表面的光学特性的确定确切的偏振光的反射光量。镜子是没有良好的偏光片,虽然许多透明的材料将是非常好的偏光片,但只有当入射光角度一定限度内。在这种情况下,在特定的角度诱导最大极化称为布儒斯特角由下式给出:

n = sinθ(i)/sinθ(r) = sinθ(i)/sinθ(90-i) = tanθ(i)

n的折射率的介质中,θ(i)的入射角,而θ(r)中的折射角。

这种类型的偏振光通常被称为眩光,并可以很容易地证明了观看远处的高速公路上一个阳光灿烂的日子。根据布鲁斯特理论的光的反射和极化可以更彻底的检查反射的光的平坦的表面上的一条公路是部分偏振光,在与地面平行的方向上的电场矢量的振动。可以阻止该光通过偏振滤光器在垂直方向上取向,如下图所示在图2中有一对偏光太阳

偏光眼镜

镜片的太阳镜中,垂直取向相对于帧的偏振滤光器。在上面的图2中,蓝色光的波具有面向其电场矢量方向相同的方向的偏光镜片,因此,通过。与此相反,红色光波垂直筛选,由透镜被阻塞。偏光太阳镜是非常有用的驾驶时,在太阳光被反射导致眩光,几乎可以是致盲的道路或水的表面在阳光下或在沙滩上。

偏振的今天,最常见的用途之一是用于在众多应用中,包括手表,计算机屏幕,定时器,时钟,和许多其他的液晶显示器(LCD)。这些设备是根据棒状液晶分子的电场和极化的光波相互作用。液晶相存在于被称为胆甾醇分子的取向层,其中每个连续层稍扭曲,以形成一个螺旋形图案的接地状态当极化的光波与液晶相的波相对于入射波的大约90度的角度的“扭曲”。这个角度是一个函数的螺距的胆甾醇液晶相,这是依赖于分子(小分子,它可以是微调)的化学成分。

液晶显示设备的基本应用的一个很好的例子,可以发现在七段LCD数字显示(图3)。在这里,液晶相被夹在两块玻璃板之间有类似的下图中的所示的电极连接。在图3中,在玻璃板绘制与七个黑色电极,可单独充电(在实际的器件中,这些电极是透明的浅)。在垂直方向上偏振的光通过偏振片1,当没有电流施加到电极上时,液晶相诱导成90度的光的“扭”,它可以通过偏振器2,这是水平极化和垂直于偏振器1。这种光可以形成一个七段在显示屏上。

液晶显示

当电流施加到电极上,与液晶相电流,并失去了胆甾醇的螺旋形图案。带电电极的光通过没有被扭曲,并通过偏振器2被阻塞。通过协调的七个正电极和负电极上的电压,显示的是能够呈现数字0到9。在这个例子中的右上和左下的电极的收费是,挡光通过,从而形成数字“2”。

极化光在光学显微镜的许多方面是非常有用的。在显微镜的配置使用,其中第一个偏振器(称为:偏振器)放置在下面的示例中,在光路中的交叉偏振器和第二偏振器(称为:分析仪)被放置在样品上面,在物镜和目镜之间。由于没有样品在显微镜载物台,由偏振器的偏振的光被阻止由分析仪,没有光线是可见的。当样品是双折射的交叉的偏振器之间的阶段上观看的显微镜可以通过光旋转可视化方面的样品的采样和然后能够通过分析仪。偏光显微镜的细节进行彻底讨论在我们的显微镜节底漆。