Πολωτικό μικροσκόπιο
polarizing microscope


  • Το πολωτικό ή πετρογραφικό μικροσκόπιο διαφέρει από το κοινό μικροσκόπιο που χρησιμοποιείται στις βιολογικές και ιατρικές επιστήμες στο ότι έχει στρεφόμενη τράπεζα και δύο πολωτικά φίλτρα, τον πολωτή και τον αναλυτή.

  • Υπάρχουν διάφοροι τύποι πολωτικών ή πετρογραφικών μικροσκοπίων που μολονότι διαφέρουν μεταξύ τους σε κάποιες λεπτομέρειες έχουν βασικά την ίδια σχεδίαση και κατασκευή.

  • Παρακάτω περιγράφεται το μοντέλο LABORLUX 11 POL της LEITZ (Σχ. 1) που χρησιμοποιείται στις εργαστηριακές ασκήσεις του μαθήματος των Πετρογενετικών Ορυκτών και άλλων συναφών μαθημάτων του Τομέα Ορυκτολογίας-Πετρολογίας-Κοιτασματολογίας Α.Π.Θ.



Τα μέρη του μικροσκοπίου
(από κάτω προς τα επάνω)

Φωτιστική πηγή  (Σχ. 1):  Η φωτιστική πηγή βρίσκεται στη βάση του μικροσκοπίου και αποτελείται από μία λάμπα αλογόνου λευκού φωτός και ένα σύστημα φακών και κατόπτρων, που κατευθύνουν το φως προς τα επάνω. Η ένταση του φωτός ρυθμίζεται με έναν ροοστάτη. Επάνω από τη φωτιστική πηγή υπάρχει θέση για κάποιο φίλτρο που βοηθά σε πιο ξεκούραστη παρατήρηση.

Πολωτής  (Σχ. 1, Σχ. 2):  Ο πολωτής είναι τοποθετημένος αμέσως πάνω από τη φωτιστική πηγή. Αποτελείται από ένα πολωτικό φίλτρο που μετατρέπει το φυσικό φως σε ευθύγραμμα πολωμένο. Στο συγκεκριμένο μικροσκόπιο η διεύθυνση κράδανσης του πολωτή είναι Α-Δ (ανατολή-δύση). Ο πολωτής έχει τη δυνατότητα περιστροφής, ώστε η διεύθυνση κράδανσης του πολωμένου φωτός να λαμβάνει διάφορες θέσεις.

Διάφραγμα ίριδας  (Σχ. 1, Σχ. 2):  Το διάφραγμα ίριδας ή απλώς διάφραγμα βρίσκεται πάνω από τον πολωτή και ρυθμίζει τη διάμετρο της φωτεινής δέσμης, που περνά από το μικροσκόπιο. Κλείνοντας το διάφραγμα μειώνεται η διάμετρος της φωτεινής δέσμης και τα όρια των ορυκτών διαγράφονται εντονότερα. Η δέσμη αποτελείται από σχεδόν παράλληλες φωτεινές ακτίνες και η παρατήρηση που γίνεται με τέτοιο φωτισμό ονομάζεται ορθοσκοπική παρατήρηση. Κατά την ορθοσκοπική παρατήρηση το διάφραγμα πρέπει να είναι ελαφρώς κλειστό, ενώ αντίθετα κατά την κωνοσκοπική παρατήρηση πρέπει να είναι τελείως ανοικτό.

Συγκεντρωτικός φακός  (Σχ. 1, Σχ. 2):  Ο συγκεντρωτικός ή συγκλίνων φακός είναι τοποθετημένος πάνω από το διάφραγμα και κάτω από την τράπεζα του μικροσκοπίου και περιστρέφεται γύρω από έναν οριζόντιο άξονα έτσι ώστε να παρεμβάλλεται κατά βούληση στην πορεία του φωτός. Δημιουργεί μια ισχυρώς συγκλίνουσα δέσμη φωτός και χρησιμοποιείται για την κωνοσκοπική παρατήρηση, κατά την οποία σχηματίζονται κωνοσκοπικές εικόνες που εξετάζονται με τον μεγάλης μεγέθυνσης αντικειμενικό φακό και τον φακό Bertrand.

Ο πολωτής, το διάφραγμα και ο συγκεντρωτικός φακός αποτελούν συνήθως ένα ενιαίο σύστημα τοποθετημένο κάτω από την τράπεζα του μικροσκοπίου (Σχ. 2). Το σύστημα αυτό σε ορισμένα μικροσκόπια είναι εφοδιασμένο με έναν ανυψωτικό μηχανισμό που του επιτρέπει να ανεβοκατεβαίνει κατά βούληση.

Τράπεζα μικροσκοπίου  (Σχ. 1, Σχ. 3):  Η στρεφόμενη τράπεζα ή απλώς τράπεζα του πολωτικού μικροσκοπίου είναι κυκλική και τοποθετημένη κατά τέτοιο τρόπο ώστε να περιστρέφεται περί κατακόρυφο άξονα. Στην εξωτερική της πλευρά είναι βαθμολογημένη σε μοίρες και στο πλάι υπάρχει ένας βερνιέρος για την ακριβή μέτρηση διαφόρων γωνιών. Η λεπτή τομή του πετρώματος τοποθετείται στο κέντρο της τράπεζας όπου υπάρχει μία οπή για να επιτρέπει τη διέλευση του φωτός.

Αντικειμενικοί φακοί  (Σχ. 1, Σχ. 3):  Οι αντικειμενικοί φακοί είναι μεγεθυντικοί φακοί προσαρμoσμένοι σε ένα περιστρεφόμενο σύστημα. Τα περισσότερα φοιτητικά πολωτικά μικροσκόπια είναι εφοδιασμένα με τρεις αντικειμενικούς φακούς με μεγεθύνσεις συνήθως 4x, 10x και 40x.

Αναλυτής  (Σχ. 1):  Ο αναλυτής βρίσκεται πάνω από τους αντικειμενικούς φακούς και παρεμβάλλεται στην πορεία του φωτός κατά βούληση. Είναι όμοιος με τον πολωτή, έχει όμως διεύθυνση κράδανσης Β-Ν (βορράς-νότος) δηλαδή κάθετη σε αυτή του πολωτή. Ο πολωτής και ο αναλυτής αναφέρονται και ως Nicols, διότι στα πρώτα μικροσκόπια για την πόλωση του φωτός χρησιμοποιούνταν πρίσματα Nicol.

Διασταυρωμένα Nicols (Nicols X, N+): Όταν ο αναλυτής παρεμβάλλεται στην πορεία του φωτός, τότε ο πολωτής και ο αναλυτής είναι διασταυρωμένοι και η παρατήρηση γίνεται με πολωτή και αναλυτή ή με διασταυρωμένα Nicols. Στην περίπτωση που δεν υπάρχει τίποτε στην τράπεζα του μικροσκοπίου το πεδίο παρατήρησης φαίνεται σκοτεινό, διότι το πολωμένο φως που φθάνει στον αναλυτή έχει διεύθυνση κράδανσης κάθετη και επομένως δεν περνά.

Παράλληλα Nicols (Nicols //, N-): Όταν ο αναλυτής απομακρυνθεί από την πορεία του φωτός, τότε το πεδίο είναι φωτεινό. Ο πολωτής και ο αναλυτής είναι παράλληλοι και η παρατήρηση γίνεται μόνο με πολωτή ή με παράλληλα Nicols.

Φακός Bertrand  (Σχ. 1):  Ο φακός Bertrand είναι ένας μικρός φακός ακριβώς πάνω από τον αναλυτή και παρεμβάλλεται στην πορεία του φωτός κατά βούληση. Χρησιμεύει για την παρατήρηση των κωνοσκοπικών εικόνων.

Προσοφθάλμιος φακός  (Σχ. 1):  Ο προσοφθάλμιος φακός βρίσκεται στο πάνω μέρος του σωλήνα του μικροσκοπίου και μεγεθύνει το είδωλο που δημιουργείται από τους αντικειμενικούς φακούς. Η συνηθισμένη μεγέθυνση του προσοφθάλμιου είναι 10x. Η ολική μεγέθυνση του μικροσκοπίου ισούται με το γινόμενο της μεγέθυνσης του αντικειμενικού επί τη μεγέθυνση του προσοφθάλμιου. Ο προσοφθάλμιος περιέχει το σταυρόνημα που αποτελείται από δύο κάθετα νήματα και εστιάζεται με την περιστροφή του ανώτερου τμήματος του προσοφθάλμιου.

Μηχανισμός εστίασης  (Σχ. 1):  Η εστίαση πραγματοποιείται ανεβάζοντας ή κατεβάζοντας την τράπεζα με τη βοήθεια ενός ή δύο κοχλιών που βρίσκονται στον κορμό του μικροσκοπίου. Υπάρχει δυνατότητα για δύο εστιάσεις, μία κατά προσέγγιση με μεγάλες μετακινήσεις και μία λεπτομερή με πάρα πολύ μικρές μετακινήσεις.

Αντισταθμιστής  (Σχ. 1, Σχ. 3, Σχ. 4):  Ο αντισταθμιστής τοποθετείται σε μία σχισμή υπό γωνία 45o ως προς το σταυρόνημα ακριβώς πάνω από το περιστρεφόμενο σύστημα των αντικειμενικών φακών και κάτω από τον αναλυτή. Οι αντισταθμιστές είναι πλακίδια διπλοθλαστικών ορυκτών τοποθετημένα σε μεταλλικό ή πλαστικό πλαίσιο, τα οποία παρέχουν ορισμένη διαφορά πορείας στο διερχόμενο φως. Στο πλαίσιο του αντισταθμιστή είναι χαραγμένη η διεύθυνση κράδανσης της αργής ακτίνας (μεγάλος δείκτης διάθλασης) του ορυκτού, η οποία συνήθως γίνεται κάθετα στη μεγάλη διάσταση του αντισταθμιστή.

Αντισταθμιστής γύψου ή λ  (Σχ. 4α):  Αποτελείται συνήθως από ένα πλακίδιο γύψου ή χαλαζία συγκεκριμένου πάχους που επιφέρει σταθερή διαφορά πορείας ενός μήκους κύματος - περίπου 550 nm - παράγοντας έτσι το ερυθρό χρώμα πρώτης τάξης.

Αντισταθμιστής μοσχοβίτη ή λ/4  (Σχ. 4β):  Αποτελείται συνήθως από ένα πλακίδιο μοσχοβίτη ή χαλαζία συγκεκριμένου πάχους που επιφέρει σταθερή διαφορά πορείας ενός τετάρτου μήκους κύματος λ/4 - περίπου 140 nm - παράγοντας το γκρίζο χρώμα πρώτης τάξης.

Αντισταθμιστής Berek  (Σχ. 4γ):  Αποτελείται από ένα πλακίδιο ασβεστίτη που στρέφεται γύρω από έναν οριζόντιο άξονα μεταβάλλοντας έτσι τη διπλοθλαστικότητά του και κατ' επέκταση τη διαφορά πορείας που επιφέρει. Με αυτόν τον αντισταθμιστή μπορούμε να προσδιορίσουμε ακριβώς τη διπλοθλαστικότητα του εξεταζόμενου ορυκτού.

Σφήνα χαλαζία  (Σχ. 4δ):  Αποτελείται από ένα σφηνοειδές πλακίδιο χαλαζία που λόγω μεταβαλλόμενου πάχους επιφέρει μεταβαλλόμενη διαφορά πορείας από 0 έως 4λ παράγοντας χρώματα πόλωσης μέχρι τετάρτης τάξης.