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偏振光显微镜影像图集——不止颜色美丽!

偏振光显微镜(又称为偏光显微镜)是一种应用于不同领域的重要方法,包括研究和质量保证。它不仅仅是在高倍率和高分辨率下产生图像,这通常是用普通光学显微镜完成的。

通过检查样本的形状、结构、颜色、双折射和进一步的光学性质,可以获得有关样本结构、光学性质和成分的附加信息。

偏振光显微镜在地球科学和各个行业的质量控制中有着广泛的应用:

· 地球科学:地质学、岩石学、矿物学、晶体结构表征、石棉分析和煤分析(镜质体反射率)

· 质量控制:玻璃(应力双折射或夹杂物)、塑料和聚合物(应力双折射)、纺织品和纤维、电子显示器和液晶检查。

在本图集中展示了各种地质和工业应用的偏振光显微镜图像。

 

石棉

石棉一词包括6种不同性质的天然硅酸盐矿物。每一根都由长而柔韧的晶体纤维组成。石棉在许多年前就被用作建筑材料,后来才被认为对健康有害。如果在一个旧建筑中发现石棉,处理这些类型的物质可能需要非常昂贵的费用。石棉的有效检测方法,可以使用石棉检测显微镜

一束未知的矿物纤维在明场照明下很难区分。DM4P显微镜使用透射光、20x N平面DS(色散染色)物镜和偏光镜的成像效果 

左:纤维状阳起石平行偏振器成像。右:用交叉偏镜拍摄的阳起石样本。阳起石纤维显示出明显的双折射颜色,这明显区别于玻璃纤维(无双折射)。DM4P显微镜使用透射光、20x N平面DS(色散染色)物镜和偏光镜的成像效果
除了经典的双折射色外,色散色法也可用于测定树状光。石棉纤维呈明显的分散色。温石棉是最常见的石棉。在这张图中,典型的橄榄石色系是蓝色的。介质的折射率为1.553。DM4P显微镜使用透射光、20x N平面DS(色散染色)物镜和偏光镜的成像效果
这张图片显示了典型的洋红色分散色温石棉在一个E-W方向。介质的折射率为1.553。DM4P显微镜使用透射光、20x N平面DS(色散染色)物镜和偏光镜的成像效果

矿石

矿石是含有贵重矿物的天然岩石。矿石通常通过采矿收集,然后进一步加工,以便提取所需的矿物。金属矿石通常是氧化物、硫化物或硅酸盐。用偏振光显微镜可以对矿石的晶体结构和成分进行特征分析。

含有黄长石晶体的高炉炉渣,根据其干涉颜色显示出明显的分带。干涉色从棕色(边缘)到蓝色(核心)的变化表明晶体生长过程中化学成分的变化(降低镁含量)。DM4P显微镜使用透射光、20x N平面DS(色散染色)物镜和偏光镜的成像效果

纤维

偏振显微镜能迅速提供有关纤维的有用信息,如人发或天然纤维(如羊毛、棉花、丝绸等)和合成纤维(如聚酰胺尼龙、聚酯、人造丝等聚合物)。通常这些信息可以帮助区分。


左:用平行偏镜成像的尼龙纤维。右:用交叉偏镜成像的尼龙纤维显示出典型的高阶双折射颜色。DM4 P显微镜使用透射光、20x平面荧光物镜和偏光的镜的成像效果
左:平行偏光镜成像的Perlon®聚酰胺纤维。右:相同的Perlon®*光纤,使用交叉偏镜成像,显示高阶双折射颜色。DM4 P显微镜使用透射光、20x平面荧光物镜和偏光镜的成像效果。*所有产品和企业名称都打有其对应持有者的商标™ 或注册® 商标。对于这些商标的使用不代表已获得任何授权或许可。
左:羊毛纤维成像与平行偏镜。右:用交叉偏光镜成像的同一羊毛纤维没有明显的双折射颜色。DM4P显微镜使用透射光、20x N平面DS(色散染色)物镜和偏光镜的成像效果

地理学

岩石和矿物的晶体结构和成分可以用偏振光来表征。用偏振光显微镜检查岩石通常需要制作厚度约为25 μm的薄片。

用交叉偏光镜成像的混凝土样本的薄片。在细粒基质中可以看到具有典型低阶双折射颜色(灰色表示一阶)的几乎不圆的石英颗粒,以及显示波动消光的较大石英颗粒。毛孔可识别为黑色、圆形结构。DM4P显微镜用透射光、5倍平面荧光物镜和偏光镜的成像效果

左:榴辉岩中的辛结构,由辉石和石榴石粘合而成,用平行偏光镜成像。这种反应是由于压力和温度的变化,而不是矿物最初形成的原始条件。右:用交叉偏光镜成像的榴辉岩中相同的辛结构。DM4P显微镜用透射光、20倍平面荧光物镜和偏光镜的成像效果
左:使用平行偏光镜对玄武岩薄切片进行成像。 可见典型的斑岩结构结构即较大的样本和细小的基质。单种矿物上的棕色条纹表明未二次交替过程。右: 同样的玄武岩切片,使用交叉偏光镜进行成像。较大的晶体显示较高的双折射颜色(辉石和橄榄石)。条形斜长石由于其形状和低双折射而清晰可见。DM4P显微镜用透射光、10倍平面荧光物镜和偏光镜的成像效果
微斜线成像与平行偏镜显示典型的双光栅。DM4P显微镜用透射光、40倍平面荧光物镜和偏光镜的成像效果
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