Prinzip der Polarisationsmikroskopie

Doppelbrechende Strukturen können in der Polarisationsmikroskopie durch Interferenz der von ihnen erzeugten Teilstrahlen sichtbar und damit identifizierbar gemacht werden.

Dazu wird das zu untersuchende Objekt zwischen 2 Polfiltern mikroskopiert.

• Der erste Polfilter, der Polarisator, liegt vor dem Objekt, meist an der Lichtaustrittsöffnung unterhalb des Kondensors; er erzeugt linear polarisiertes Licht, mit dem das Präparat beleuchtet wird.
  
• Der 2. Polfiter, der Analysator, wird nach dem Objekt in den Strahlengang eingebracht. Dazu ist im Tubus eine Einschubmöglichkeit für Filter notwendig. Behelfsmäßig kann man den Analysator auch auf das Okular legen.
  
  Wenn die Schwingungsebene des Analysators senkrecht zu der des Polarisators steht, dann blockt der Analysator das gesamte Licht; ohne Objekt im Strahlengang erhält man somit ein komplett schwarzes Bild.

Doppelbrechende Strukturen bewirken eine Aufspaltung des einfallenden Lichtes
in 2 Teilstrahlen. Durch die Beleuchtung mit polarisiertem Licht ist eine Doppelbrechung allerdings nur in einer bestimmten Position des Präparates zur Polarisationsebene möglich.

Jede doppelbrechende Struktur erzeugt nun 2 mögliche Schwingungsebenen. Ist die Polarisationsebene des Lichtes ident mit einer dieser beiden Schwingungsebenen der Struktur, so geht das polarisierte Licht ungehindert durch das Präparat und es kommt zu keiner Doppelbrechung.

Stimmen Polarisationsebene und Schwingungsebenen nicht überein, kommt es zur Doppelbrechung und damit zur Aufspaltung des polarisierten Lichtes in 2 Teilstrahlen, die senkrecht aufeinander stehen.

Ein gewisser Anteil dieser Teilstrahlen kann aufgrund der veränderten Schwingungsebene den Analysator passieren. Dieser Anteil ist am größten, wenn die Teilstrahlen in einem Winkel von 45 Grad zum Analysator stehen.

Durch den Analysator werden die beiden Teilstrahlen auf die gleiche Schwingungsebene gebracht und können so interferieren. Welche Amplitudenveränderung dabei entsteht hängt vom Gangunterschied der beiden Teilstrahlen ab.

Durch Drehen des Objektes im Strahlengang erhält man daher 4 mal keine Doppelbrechung, und zwar immer wenn eine der beiden möglichen Schwingungsebenen der Struktur mit der Polarisationsebene des Lichtes übereinstimmt. Polarisationsmikroskopie kann somit auch dazu verwendet werden um die Anordnung, Orientierung und Ausrichtung von Strukturen zu analysieren.