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偏光显微镜观察矿物岩石

时间:2022-01-30 百科知识 版权反馈
【摘要】:冰岛是北欧的游览胜地。由于这种矿石是他们在冰岛上发现的,故取名为冰洲石。冰洲石不仅晶莹可爱,而且具有上述奇特的性能,因此在制造光学仪器上有其特殊的用途。利用冰洲石的双折射和偏光性能,可以制造偏光显微镜、旋光测糖计、光度计、电影机中偏光棱镜、大屏幕显示仪、化学分析比色计以及天文望远镜等。后来,尼柯尔根据实验的结果,把冰洲石制成显微镜上的棱镜,人们称它为尼柯尔棱镜,也就是现在的偏光镜。
冰洲石偏光镜_窥视宇宙万物的奥

 

冰岛是北欧的游览胜地。它是一个由火山熔岩构成的小岛,到处都是黑色的火山岩石。这些熔岩里有许多矿石,如人们喜爱的玛瑙、晶莹透明的冰洲石等。

1830年的夏天,一个天气晴朗的日子,一艘旅游船又抵达冰岛了,游客们纷纷上岸游玩。一个金色头发的男孩,看见地上有一块无色透明的有点像玻璃的石头,便拾了起来,拿在手上玩,但一不留神把石头掉在地上,摔成好些碎块。他的父母看见这些破碎的石头都惊讶起来,原来这些碎块都是同形状的菱形体,只是大小不同罢了。他们好奇地把碎石块拾起来放在衣袋里。

傍晚他们回到住地,那位小朋友兴奋地观赏那些晶莹透明的小碎石,当他拿了一小块碎石罩在报纸上看时,突然间雀跃起来,大声地喊道:“爸爸你看,一个字变成两个字了,真奇怪!”

他父亲一看,也感到惊讶诧异!

这位父亲是个细心的人,而且具有一定的光学知识。他在白纸上面用钢笔点了一个圆点,把透明矿石罩在这个黑点上,看见一个黑点变成了两个黑点,转动矿石时,一个黑点在原处不动,另一个黑点却绕着那个黑点转动。

因此他认定,这种矿石在光学上很有价值。由于这种矿石是他们在冰岛上发现的,故取名为冰洲石。

其实,这种矿石到处都有,它的化学成分是碳酸钙。在矿物学上,这种晶莹透明、结晶完整的晶体叫做冰洲石,而它的通称则叫方解石

冰洲石不仅晶莹可爱,而且具有上述奇特的性能,因此在制造光学仪器上有其特殊的用途。透过它观察纸面上的一个点或一条线,会变成两个点或两条线。这在光学上称为“双折射”现象。其原因是一束光线射入晶体后,由于矿物各方向的光学性质不同,故分解成不同性质的两条光线。

利用冰洲石的双折射和偏光性能,可以制造偏光显微镜、旋光测糖计、光度计、电影机中偏光棱镜、大屏幕显示仪、化学分析比色计以及天文望远镜等。

1841年,英国物理学家尼柯尔(17681851)用冰洲石做了一个有名的光学实验。他把冰洲石切割成长方形,然后沿对角线再剖开,并把剖开的面磨成很平很平的平面,再用树胶把剖开的两块黏合起来,用一束光射入这个经切割又黏合的晶体内。结果发现:当光射入晶体时,产生了两束光(双折射),当两条光线经过树胶时,其中有一条光线通过去了,另一条光就通不过而发生折射。通过去的那条光也改变了原来的性质,变成了偏光。

这个实验很重要,是制造偏光显微镜的理论基础。后来,尼柯尔根据实验的结果,把冰洲石制成显微镜上的棱镜,人们称它为尼柯尔棱镜,也就是现在的偏光镜。

偏光显微镜,就是在普通显微镜的基础上,再装入上、下两个偏光镜而制成的。即在载物台的下方装入一个下偏光镜,在镜筒上装入一个上偏光镜,再加上聚光镜,就成为偏光显微镜。

偏光显微镜,通常用来观察矿物和岩石。地质科学家们把矿物、岩石标本磨成很薄很薄(约厚0.03毫米)的薄片,当光通过薄片时,就能分辨出它的物质组成和结构特征。

偏光显微镜的类型很多,但基本构造相似。国产的有苏州光学仪器厂出产的XPA型偏光显微镜。世界上历史悠久、光学性能良好的偏光显微镜,要数德国的莱兹型偏光显微镜。

 

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