2007年12月10日

我家也有偏光顯微鏡

自從前幾天拿了一堆偏光片(偏振片)之後,這個週末就一直在想可以用它玩什麼?除了做了利用錯覺的魔術之外,應該還有很多好玩的吧!

以前從沒接觸過偏光顯微鏡,只知道可以拿那種顯微鏡來看岩石薄片,也不知道偏光顯微鏡在生物學的應用是什麼。不過這幾天因為手邊有一堆偏光片,就想來找點資料,才發現偏光顯微鏡原來在植物學和醫學上也有應用呢!

有些物質對不同方向的偏振光有不同的折射率,稱之為「雙折射」(BirefrigentBirefringence),例如方解石就有雙折射的現象。而生物的材料也會有這種現象,例如澱粉粒、橫紋肌。醫學上的應用則是用偏光顯微鏡檢查關節液中的結晶,用來診斷關節炎

先說說怎麼改裝一般的顯微鏡變成偏光顯微鏡吧!

非常簡單,準備兩張偏光片,一張放在目鏡和眼睛之間,另外一張放在載玻片和光源之間,這麼一來一般的顯微鏡就變成了偏光顯微鏡囉。觀看的時候只要旋轉其中一片的角度,讓兩張的偏振方向垂直就可以了。

至於觀察的材料,就先用澱粉吧!檢驗澱粉我們都知道可以用碘液染色來確定,但使用偏光顯微鏡,不用染色就可以確定是不是澱粉了。

這是馬鈴薯的澱粉粒,只要切一小片馬鈴薯,然後在載玻片上塗抹,滴一滴水製成水埋玻片就可以觀察了。在低倍下,沒有染色只是一般的顆粒。


不過只要旋轉偏光片,嘿嘿!世界就不一樣了,澱粉粒上會出現十字,交點就在澱粉粒的臍。


再放大一點,可以看見澱粉粒上的環紋,中心點就是臍的位置。


和上圖相比,你看,更容易看出馬爾他十字交叉在澱粉粒的臍。


這篇寫到了,不同的植物種類,澱粉粒所出現的雙折射程度也不同。我在實際觀察的時候也看見這個現象。其實我一開始是先拿香蕉來觀察,不過效果就沒有馬鈴薯那麼明顯。

這是未旋轉偏光片之前,澱粉粒在香蕉果肉細胞內。


在旋轉偏光片之後,澱粉粒出現異樣的光彩,某些小的澱粉粒可以看見馬爾他十字的出現。


放大一點來看,雖然這些大粒的澱粉粒沒有明顯的馬爾他十字,但在偏光顯微鏡下還是有美麗的光彩。


過兩天再來找一些材料放到我的「自製偏光顯微鏡吧」看看吧!似乎維管束的細胞壁在偏光顯微鏡下也有特別的表現喔。

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接下來的完全和生物無關,不過因為很炫,還是把它記下來吧。

液晶螢幕如電腦或手機、手錶也利用了偏光片,所以只要用另一片偏光片在螢幕前揮弄,就能玩點小把戲。

這是在螢幕前某個角度的偏光片,光線透得過去,所以片子是透明的。


只要轉個角度,光線透不過去,片子就會變黑色的。


另外一個好玩的就是:拿一片偏光片先擋在眼前(鏡頭前),旋轉角度,讓眼中的螢幕變黑。這時候拿另外一片偏光片放在銀幕前,轉一轉,就會變成只有那片區域是透明的。



還有還有,把塑膠尺放在兩片偏光片之間,調整偏光片的角度,就會看見塑膠尺上出現特別的花紋。


用同樣的方式看塑膠瓶也會有特別的花紋出現。

這種方法可以被用來檢驗珠寶,因為某些珠寶在偏光片下會出現不同的花紋。

我在拍賣網站上也看到了相同原理的檢驗器材,同樣是兩片小偏光片,不過在產品說明上沒提到任何偏光,這樣的產品售價300元,其實300元可以買很大片的偏光片了,不過因為買家不懂那是什麼,所以就只好多花一些錢,買兩片小偏光片。

你看多讀點書還是有用的,至少可以省點錢。

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