편광 현미경

 

 광물의 광학적 성질을 조사하기 위한 특수 현미경. 얇게 연마한 시료편(試料片)에 편광을 통과시켜 그 광학적 성질을 조사하기 위한 특수한 현미경이다. 광물현미경(광물용 편광현미경) 또는 암석현미경(암석용 편광현미경)이라고도 한다. 즉, 단지 시료의 미소부분을 확대할 뿐만 아니라, 예를 들면 광물에서는 그 광물종(鑛物種)의 결정이나 결정형의 판별, 또는 공존하는 다른 광물이나 결정과의 관계를 조사할 수 있다. 구조상 다른 광학현미경과 다른 점은 2개의 편광장치, 즉 편광자(偏光子:polarizer)와 검광자(檢光子:analyzer)를 가지고 있으며, 재물대(載物臺:stage)가 회전할 수 있게 되어 있다는 점이다. 필요에 따라 편광자의 하부에 집광기(集光器:condenser), 대물경 상부에 제2의 대물렌즈(Bertrand’s lens)를 장착할 수 있다. 편광자와 검광자는 보통 편광면을 서로 90°로 어긋나게 놓이며, 재물대에 시료가 없을 때는 편광자를 통과한 직선편광이 검광자를 통과할 수 없어 시야가 어둡다. 그러나 광학적으로 이방성(異方性)을 갖는 시료를 놓으면 직선편광이 시료를 통과하여 원편광(圓偏光)이 된다. 이것이 검광자를 통과함으로써 서로 수직인 직선편광이 어느 광로차를 가지고 합성되어 시야에 그것에 의한 간섭상(단색광인 경우는 명암의 상, 백색광인 경우에는 간섭색으로 빛깔이 붙은 상)이 나타난다. 검안법에는 오소스코프와 코노스코프의 두 가지 방법이 있다. 오소스코프에서는 콘덴서와 버트런드렌즈는 사용하지 않는다. 오소스코프 중 검광자를 빼고, 보통의 현미경과 마찬가지로 시료 전체의 모양이나 빛깔 및 다른 광물종과의 공존상태를 조사하는 것을 개구(開口) 니콜법(또는 평행 니콜법)이라 하며, 검광자를 넣고 간섭상을 관찰하여 빛의 흡수성 ·굴절률 등을 판정하는 것을 십자 니콜법(또는 直交 니콜법)이라 한다. 이에 대하여 코노스코프에서는 집광기(코노스코프용 콘덴서)에 의해 개구수를 크게 하여, 시료편이 있는 위치에 각 방향의 입사광을 비추었을 때의 간섭상을 관찰한다. 광축이 표면에 수직이 되도록 연마한 것을 시료로 하면, 다른 입사각에서는 서로 간섭하는 편광의 광로차가 다르므로, 대물렌즈의 초평면(焦平面)에 명암의 동심원에 명암의 십자를 겹친 상[實像]이 얻어지며 그 상을 해석함으로써 시료의 광학적 성질을 결정할 수 있다. 이때의 실상이 작으므로, 보통 버트런드렌즈와 접안렌즈를 조합시켜 확대한다. 편광현미경은 원래 암석이나 광물의 연구용으로 발달한 것으로, 최근에는 무기물이나 유기물 결정 외에 비정질(非晶質)에도 이용하게 됨으로써 화학공업 방면에도 넓은 용도를 가지고 있다.