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Microscopio de Polarización Los microscopios de luz polarizada son microscopios a los que se les han añadido dos polarizadores (uno entre el condensador y la muestra y el otro entre la muestra y el observador), el material que se usa para ello es un cristal de cuarzo y un cristal de Nicol dejando pasar únicamente la luz que vibra en un único plano (luz polarizada). Algunos compuestos orgánicos responden al efecto de la luz, éstos tienen un alto grado de orientación molecular (sustancias anisótropas), que hace que la luz que lo atraviesa pueda hacerlo en determinados planos vibratorios atómicos. El prisma de Nicol permite el paso de luz en un solo plano, así el cuarzo gira la posición de polarización, facilitando la identificación de sustancias que extinguen la luz. Al fenómeno de extinción de luz causado por estos planos atómicos y orientaciones moleculares se llama birrefringencia. Este tipo de microscopio se usa para poder identificar mejor sustancias cristalinas o fibrosas (como el citoesqueleto), sustancia amiloide, asbesto, colágeno, cristales de uratos, queratina, sílice, y otras de origen exógeno.

El microscopio de polarización se basa en el empleo de dos filtros polarizadores. El primero de ellos, el polarizador propiamente dicho, sirve para generar un haz de ondas luminosas que oscilan en un solo plano y que se hace incidir en la muestra. El segundo, denominado analizador, se encuentra entre la muestra y el ocular. Cuando ambos polarizadores se encuentran cruzados, se extingue la luz generada por el primer polarizador. Sin embargo, si la muestra contiene sustancias que presentan anisotropía, se

produce

birrefringencia

¿Qué

y

significa

esta

anisotropía

puede

y

detectarse.

birrefringencia?

Cuando las ondas luminosas, que son radiaciones electromagnéticas que oscilan en diferentes planos,

atraviesan un cuerpo cuyo índice de refracción es el mismo en cualquier dirección, la velocidad de la luz es la misma en cualquier dirección, y se dice que ese cuerpo es isótropo. el vidrio, los gases y líquidos son isótropos. Pero cuando al atravesar un cuerpo, la velocidad de propagación de la luz no es la misma en todas las direcciones, entonces se dice que dicho cuerpo presenta anisotropía.

Cuando un rayo de luz incide en un cuerpo anisótropo, el rayo original se divide en dos rayos diferentes y se produce birrefringencia. Cuando se produce birrefringencia aparece un rayo regular rápido que vibra en una dirección y otro paralelo llamado irregular con velocidad de propagación más lenta

y

que

vibra

ortogonalmente

con

respecto

al

primero.

El microscopio de polarización es una simple modificación del microscopio óptico, contiene un filtro polarizante llamado polarizador entre la fuente de luz y la muestra y se ubica un segundo polarizador, denominado

analizador

entre

el

objetivo

y

el

observador.

Se puede rotar el polarizador y el analizador; la diferencia entre sus ángulos de rotación se usa para determinar el grado en que una estructura afecta el haz de luz polarizada. La capacidad que tiene un cristal o estructura cristalina de rotar el plano de la luz polarizada se denomina birrefringencia. Exhiben birrefringencia el músculo estriado o esquelético y las inclusiones cristaloides de las células intersticiales

¿Qué

testiculares.

utilidad

tiene

el

microscopio

de

polarización?

En el laboratorio de histología y anatomía patológica, la microscopía de polarización permite determinadas aplicaciones diagnósticas. Numerosas estructuras cristalinas, pigmentos, lípidos, proteínas, depósitos óseos, depósitos de amiloide etc. poseen birrefringencia.

Microscopio de luz polarizada

Instrumentos que poseen dos polarizadores. Uno de ellos, se ubica entre el condensador y la muestra mientras que el segundo se encuentra entre el observador y la muestra.

http://morfoudec.blogspot.mx/2008/07/microscopia-de-polarizacin.html

Microscopio de luz polarizada Microscopio de luz polarizada. El microscopio de polarización está basado en el comportamiento que tienen ciertos componentes de la célula y tejidos, cuando son observados con luz polarizada.

Contenido [ocultar]

1 Microscopía polarizada

 o

1.1 Principio de funcionamiento

o

1.2 Medición de la birrefringencia

o

1.3 Diferencias con los microscopios convencionales

o 

1.4 Especímen birrefrigente 2 Fuentes

Microscopía polarizada A este microscopios se le han añadido dos polarizadores (uno entre el condensador y la muestra y el otro entre la muestra y el observador). El material que se usa para ello es un cristal de cuarzo y un cristal de Nicol, dejando pasar únicamente la luz que vibra en un único plano (luz polarizada). Esta luz produce en el campo del microscopio claridad u oscuridad, según que los dos nicoles estén paralelos o cruzados. Este tipo de microscopio se usa para poder identificar mejor sustancias cristalinas o fibrosas (como el citoesqueleto), sustancia amiloide, asbesto, colágeno, cristales de uratos, queratina, sílice, y otras de origen exógeno.

Principio de funcionamiento Si el material es isotrópico, la propagación de la luz polarizada se hace con la misma velocidad, cualquiera sea la dirección del plano de incidencia de la luz polarizada. Estas sustancias o estructuras se caracterizan por tener el mismo índice de refracción en todas direcciones. En cambio, en un material anisótropo, la velocidad de propagación de la luz polarizada es diferente según la dirección que se considere. Un material con estas características también se denomina birrefringente porque presenta dos índices de refracción diferentes que corresponden a las diferentes velocidades de transmisión respectivas.

Medición de la birrefringencia

Luz polarizada permite distinguir las particulas birrefringentes internas

La birrefringencia puede expresarse cuantitativamente por la diferencia que existe entre los dos índices de refracción (Ne-No) que están asociados con el rayo de mayor o menor velocidad.

En la práctica se mide con el microscopio de polarización de retardo expresado en fracción de longitud de onda, que experimenta la luz en un plano con respecto a la velocidad que presenta en otro plano perpendicular al anterior. El retardo depende del espesor del espécimen (d): Birrefringencia (β) = Ne - No = √ / d La medida del retardo se lleva a cabo con el uso de diversos compensadores que se introducen en el sistema óptico. La birrefrigencia de los materiales biológicos es generalmente muy pequeña, siendo del orden de 0,01 a 0,001. La medida de pequeños retardos requiere de compensadores muy sencibles.

Diferencias con los microscopios convencionales El microscopio de polarización difiere de los convencionales por el agregado de dos elementos de polarización: el polarizador y el analizador, que pueden estar hechos de una hoja de polaroid o por prismas de nicol de calcita. El polarizador se monta debajo del condensador y envía luz polarizada en un plano al objeto. Un sistema similar, el analizador, se coloca por encima de las lentes del objetivo. Cuando el analizador se rota alrededor de 360 o el campo de visión aparece brillante y oscuro alternativamente cada 180 o de rotación. Se obtienen las dos posiciones de máxima transmisión de luz, cuando el analizador se coloca paralelo con el polarizador, en ángulo de 90o se realiza la extinción (no transmisión) de la luz polarizada.

Especímen birrefrigente Bajo estas condiciones si se coloca un espécimen birrefrigente, el plano de polarización será desviado de acuerdo con el retardo introducido por el objeto. El control con la luz polarizada consiste en rotar el espécimen en una platina rotatoria especial y encontrar los puntos de máximo brillo o mínimo. Una vez que se ha demostrado la birrefrigencia y se ha medido el retardo, es necesario determinar el eje y el signo de la birrefrigencia. En la mayoría de las fibras biológicas, la birrefrigencia es uniáxica y puede ser positiva, si el índice de refracción a lo largo del eje de la fibra es mayor que en el plano perpendicular al mismo y negativa en el caso contrario.

La determinación del signo se realiza interponiendo un material birrefrigente con ejes cuya mayor o menor velocidad son conocidos. Con el perfeccionamiento de los métodos de microscopía de polarización actualmente disponibles, se pueden medir retardos del orden de 0,1mμ (1 A o) con una resolución de 0,3μ.

Fuentes 

Nowinski Saez, Robertis. Biología Celular. Edición Revolucionaria. Cuba. 1965

https://www.ecured.cu/Microscopio_de_luz_polarizada

Polarización | Microscopia de polarización

PALABRAS CLAVE: Pleocroísmo, birrefringencia, lente Bertrand, carta Michel Levy, anisotrópico, isotrópico, diascópico, episcópico

DEFINICION: La microscopia de polarización explota las propiedades de la luz polarizada para identificar y caracterizar la estructura y propiedades de los materiales.

TECNOLOGÍA: La luz polarizada es creada pasando luz a través de un filtro de polarización. Esto transmite luz solamente en una dirección. Hay dos filtros de polarización en un microscopio de polarización – sobre y debajo de la muestra (el polarizado y analizador). La forma en la cual los materiales interactúan con la luz polarizada puede brindar información acerca de su estructura y composición. Alrededor del 90% de todas las sustancias sólidas tienen propiedades ópticas que varían con la orientación de la luz incidente (materiales anisotrópicos). Cuando estos materiales anisotrópicos se rotan, el observador puede ver brillantez y/o cambios de color (pleocroísmo) bajo luz polarizada que depende de la orientación del material en el camino óptico. Estos cambios se pueden usar para caracterizar e identificar varios materiales. Los materiales

isotrópicos, los que incluyen vidrios sin estrés y cristales cúbicos, demuestran las mismas propiedades ópticas en todas las direcciones. La microscopia de polarización se puede usar con luz reflejada y transmitida. La luz reflejada es útil para el estudio de los materiales opacos como los óxidos minerales y sulfuros, los obleas (WAFERS) de metal y silicón requieren de objetivos libres de estrés que no han sido corregidos para observar a través de un cubre objetos.

APLICACIONES: La microscopia de luz polarizada es tal vez mejor conocida por sus aplicaciones geológicas – principalmente por el estudios de minerales en secciones delgadas de rocas pero también se puede usar para estudiar varios materiales más incluyendo minerales naturales e industriales (refinados, extraídos o fabricados), compuestos como cementos, cerámicas, fibras minerales y polímeros, y moléculas biológicas cristalinas o altamente ordenadas como el DNA, almidón, madera y urea. La técnica puede ser usada tanto cualitativamente como cuantitativamente en las ciencias de materiales, geología, química, biología, metalurgia y medicina.

CONFIGURACIÓN DEL MICROSCOPIO: Nikon tiene varios microscopios de polarización incluyendo al Eclipse LV100 POL (microscopios de polarización cuantitativa para aplicaciones de investigación), series Eclipse-s 50i POL, Eclipse E600, Eclipse E400 (sistemas compactos para uso de rutina) y el Eclipse E200 POL (para uso en la educación y rutina de laboratorio).

SISTEMA RECOMENDADO: El Eclipse LV100 POL es el microscopio de polarización más avanzado y versátil y es ideal para un amplio rango de aplicaciones cuantitativas y cualitativas en la ciencia de materiales.

LIGAS: Polarizado: [microscopyu] http://www.tecnicaenlaboratorios.com/Nikon/Info_polarizacion.htm

Birrefringencia

Los colores que se producen en el microscopio petrográfico, al colocar el segundo polarizador, están ocasionados por fenómenos de interferencia de la luz polarizada con los medios anisótropos. Al estudiar un mineral anisótropo entre polarizadores cruzados, observamos una variación máxima de los colores en un giro de 45º, entre la posición de menor iluminación (posición de extinción) y el color de interferencia (posición de máxima iluminación). En los medios isótropos no se producen estos procesos de interferencia, por lo que, entre polarizadores cruzados, y para cualquier posición, siempre se observan de color negro “o en extinción” Las velocidades de los dos rayos polarizados son diferentes ya que tienen diferentes índices de refracción (n1 y n2), el rayo de mayor índice de refracción es el más lento. Durante el tiempo que el rayo lento atraviesa el medio anisótropo el rápido ha conseguido una ventaja sobre el lento que se denomina retardo (Δ). Una vez que los dos rayos polarizados han atravesado el medio anisótropo mantienen el retardo y continúan como dos rayos perpendicularmente polarizados que vuelven a transmitirse a la misma velocidad. La relación entre el retardo, el espesor del mineral (d) y la birrefringencia (n1-n2) viene dada por la relación: Δ= d (n1 - n2).

Retardo, el esquema muestra el momento en que el rayo de mayor índice de refracción (en azul) atraviesa el mineral anisótropo. El retardo es la diferencia de recorrido entre el rayo rápido (np) y el lento (ng).

Al utilizar luz blanca (policromática), cada una de las diferentes longitudes de onda presentes se desdoblan en dos rayos, de forma que algunas de ellas

pueden anularse en el analizador, mientras que otras lo pueden atravesar. La combinación de las diferentes longitudes de onda que atraviesan analizador producen el COLOR DE INTERFERENCIA. En una lámina delgada el color de interferencia para un grano determinado es un valor del retardo ya que su birrefringencia y el espesor (30 micras) son constantes, por lo que identificado el color de interferencia y teniendo en cuenta la ecuación, Δ= d (n1 - n2) podemos calcular la birrefringencia. Existen diferentes métodos para determinar el color de interferencia, como son la utilización de filtros como el compensador  o la cuña de cuarzo). Una vez identificado el color, la tabla de colores de interferencia (de Michel-Levy) permite determinar la birrefringencia. Como normalmente no conocemos los valores exactos del espesor de la lámina y del retardo, indicamos la birrefringencia de forma aproximada como muy baja (0,080). Debemos de tener en cuenta que, por efecto de la anisotropía, las propiedades ópticas varían en función de la sección concreta de cada uno de los diferentes granos del mismo mineral en una lámina delgada. El color de interferencia de un mineral puede variar, desde el negro (extinción) en una sección isótropa de birrefringencia=0 (en las secciones perpendiculares a un eje óptico), hasta un valor máximo (en las secciones paralelas al eje óptico, en los cristales uniáxicos, o a los dos ejes ópticos en los biáxicos). En los granos con secciones de birrefringencia máxima encontraremos el color que necesitamos identificar para, utilizando la tabla de Michel-Levy, estimar la birrefringencia.

Cristales de diópsido, la variación de colores de interferencia se debe a las diferentes orientaciones de las secciones de los cristales.

Las diferentes posibilidades de secciones, en función del tipo de indicatriz óptica, se muestran en la tabla “Secciones de indicatrices“ (ver Anexos).

Indicatriz óptica de un cristal de cuarzo (uniáxico positivo) con las secciones de birrefringencia máxima y mínima (isótropa).

Comportamiento de un mineral isótropo en el microscopio petrográfico. Permanece siempre en extinción al girar la muestra (ej. granate). Polarizadores cruzados. Lado mayor de la imagen (mm)= 2.7

Comportamiento de un mineral anisótropo en el microscopio petrográfico. Presenta posiciones de extinción y de iluminación (colores de interferencia) al girar la muestra (ej. epidota). Polarizadores cruzados. Lado mayor de la imagen (mm)= 2.5

Colores de inteferencia bajos, gris-blanco de primer orden (birrefringencia baja= 0.009) en cristales xenomorfos de cuarzo. Polarizadores cruzados. Lado mayor de la imagen (mm)= 5

Colores de inteferencia rojos-azules del principio del 2º orden (birrefringencia media= 0.0180.020) en cristales automorfos de hornblenda. Polarizadores cruzados. Lado mayor de la imagen (mm)= 4.8

Colores de interferencia altos, hasta azul-verde de principio del tercer orden (birrefringencia alta = 0.037-0.042) en cristales de moscovita. Polarizadores cruzados. Lado mayor de la imagen (mm)= 3.4

Colores de interferencia muy altos, de hasta finales de tercer orden, (birrefringencia muy alta, 0.050) en cristales de epidota. Polarizadores cruzados. Lado mayor de la imagen (mm)= 6.5

Colores de interferencia de órdenes superiores, más del cuarto orden (birrefringencia extrema = 0.172) en cristales de calcita. Polarizadores cruzados. Lado mayor de la imagen (mm)= 4

Colores de interferencia anómalos ultra-azules (no se corresponden con los de la tabla de Michel-Leví), en cristales de clorita (la birrefringencia es baja). Polarizadores cruzados. Lado mayor de la imagen (mm)= 3

http://www.ehu.eus/mineralogiaoptica/Atlas_de_Mineralogia_Optica/Propiedade s_Opticas/Paginas/Birrefringencia.html