Microscopia de luz polarizada - Polarized light microscopy

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Princípio de operação do microscópio de polarização

A microscopia de luz polarizada pode significar qualquer uma das várias técnicas de microscopia óptica envolvendo luz polarizada . Técnicas simples incluem iluminação da amostra com luz polarizada. A luz transmitida diretamente pode, opcionalmente, ser bloqueada com um polarizador orientado a 90 graus em relação à iluminação. Técnicas de microscopia mais complexas que tiram vantagem da luz polarizada incluem microscopia de contraste de interferência diferencial e microscopia de reflexão de interferência . Os cientistas costumam usar um dispositivo chamado placa polarizadora para converter a luz natural em luz polarizada.

Essas técnicas de iluminação são mais comumente usadas em amostras birrefringentes , onde a luz polarizada interage fortemente com a amostra, gerando contraste com o fundo. A microscopia de luz polarizada é amplamente utilizada na mineralogia óptica .

História

Embora a invenção do microscópio polarizador seja tipicamente atribuída a David Brewster por volta de 1815, Brewster reconhece claramente a prioridade de Henry Fox Talbot , que publicou seu trabalho em 1834.

O gráfico Michel-Levy

Tabela de cores de interferência Michel-Lévy emitida pela Zeiss Microscopy

Conforme a luz polarizada passa por uma amostra birrefringente, a diferença de fase entre as direções rápida e lenta varia com a espessura e o comprimento de onda da luz usada. A diferença de caminho óptico (opd) é definida como , onde t é a espessura da amostra. ${\ displaystyle {opd} = \ Delta \, n \ cdot t}$

Isso então leva a uma diferença de fase entre a luz que passa nas duas direções de vibração de . Por exemplo, se a diferença de caminho óptico for , então a diferença de fase será , e então a polarização será perpendicular ao original, resultando em toda a luz passando pelo analisador para polares cruzados. Se a diferença do caminho óptico for , então a diferença de fase será , e então a polarização será paralela ao original. Isso significa que nenhuma luz será capaz de passar pelo analisador ao qual agora está perpendicular. ${\ displaystyle \ delta \, = 2 \ pi \, (\ Delta \, n \ cdot t / \ lambda \,)}$${\ displaystyle \ lambda \, / 2}$${\ displaystyle \ pi}$${\ displaystyle {n} \ cdot \ lambda \,}$${\ displaystyle 2 {n} \ cdot \ pi}$

O gráfico Michel-Levy (em homenagem a Auguste Michel-Lévy ) surge quando a luz branca polarizada passa por uma amostra birrefringente. Se a amostra tiver espessura uniforme, apenas um comprimento de onda específico atenderá à condição descrita acima e será perpendicular à direção do analisador. Isso significa que, em vez de luz policromática sendo visualizada no analisador, um comprimento de onda específico terá sido removido. Essas informações podem ser usadas de várias maneiras:

• Se a birrefringência for conhecida, então a espessura, t, da amostra pode ser determinada
• Se a espessura for conhecida, então a birrefringência da amostra pode ser determinada

À medida que a ordem da diferença do caminho óptico aumenta, é mais provável que mais comprimentos de onda de luz sejam removidos do espectro. Isso resulta na aparência da cor sendo "desbotada" e torna-se mais difícil determinar as propriedades da amostra. Isso, no entanto, só ocorre quando a amostra é relativamente espessa quando comparada ao comprimento de onda da luz.

• Comparação de técnicas de transiluminação usadas para gerar contraste em uma amostra de papel de seda . 1,559 μm / pixel.
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  Iluminação de luz polarizada cruzada, o contraste da amostra vem da rotação da luz polarizada através da amostra.

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  Iluminação de campo brilhante , o contraste da amostra vem da absorbância da luz na amostra.

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  Iluminação de campo escuro , o contraste da amostra vem da luz espalhada pela amostra.

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  Iluminação de contraste de fase, o contraste da amostra vem da interferência de diferentes comprimentos de caminho de luz através da amostra.

Veja também

• Microscópio petrográfico

Referências

links externos

• Microscópio de luz polarizada (Université Paris Sud)