A microscopia de polarização envolve o uso de luz polarizada para investigar as propriedades ópticas de vários espécimes. Embora originalmente usado predominantemente no campo da geologia, recentemente tornou-se mais amplamente utilizado nos campos de pesquisa médica e biológica.

A microscopia de luz polarizada é uma técnica de aumento de contraste que permite avaliar a composição e a estrutura tridimensional de amostras anisotrópicas. Ele utiliza filtros polarizadores para fazer uso da luz polarizada, configurando o movimento das ondas de luz e forçando sua vibração em uma única direção.

O que é luz polarizada?

Um microscópio de luz comum usa luz branca não polarizada . Este é o tipo de luz que vemos, e suas ondas vibram em direções aleatórias. A luz polarizada, no entanto, possui ondas que vibram apenas em uma direção e não podem ser vistas por nós normalmente.

Este tipo de luz é usado na microscopia de polarização para melhorar a qualidade da imagem ao examinar materiais birrefringentes (duplamente refratados), anisotrópicos. As substâncias anisotrópicas são “dependentes da direção” – ou seja, não se comportam da mesma maneira em todas as direções. Um exemplo é a madeira, que quebra mais facilmente em uma direção ao longo de sua fibra do que contra ela. O aço, por outro lado, é isotrópico e se comporta da mesma maneira em todas as direções.

Como isso se traduz em termos ópticos? Em geral, a maioria dos líquidos e gases são isotrópicos e possuem as mesmas propriedades ópticas em todas as direções: ou seja, possuem um índice de refração. Em contraste, a maioria dos materiais sólidos são anisotrópicos. Suas propriedades ópticas variam dependendo da orientação da luz incidente (luz que incide sobre uma superfície), e possuem numerosos índices de refração.

Os principais componentes da microscopia de luz polarizadora

Embora você possa comprar microscópios polarizadores prontos para uso, muitos cientistas simplesmente modificam seus microscópios de luz tradicionais para usá-los para exame com luz polarizada cruzada (onde as direções de polarização do polarizador e do analisador estão separadas por 90 graus para produzir extinção: ou seja, , quando o campo de visão fica o mais escuro possível). Geralmente, você precisará de dois adicionais para microscopia de polarização:


Imagem: Analisador e Polarizador

  • Polarizador: Este filtro pode ser girado manualmente e é colocado em algum lugar no caminho da luz abaixo da amostra, geralmente abaixo da platina. Ele está alinhado horizontalmente (na posição leste-oeste) e é composto de partículas dispostas em apenas uma direção. Consequentemente, só permite que as ondas de luz que vibram ao longo de seu eixo de polarização passem completamente, enquanto absorve as ondas de luz que se movem em outras direções.
  • Analisador: Este é outro polarizador alinhado verticalmente (na posição norte-sul) entre as lentes objetivas e oculares. A maioria dos microscópios estudantis tem um analisador fixo no lugar, geralmente montado acima do palco. Isso facilita o alinhamento cruzado do polarizador (onde as direções de polarização do polarizador e do analisador estão separadas por 90 graus). Dependendo do microscópio, no entanto, você pode girar a polarização ou empurrá-la para dentro ou para fora do caminho da luz, de acordo com suas necessidades.

Como funciona a microscopia de luz polarizada?

As ondas de luz são omnidirecionais e vibram em um ângulo perpendicular à direção na qual o feixe é transmitido. Então, quando você liga a fonte de luz do microscópio, a luz se move para cima e é polarizada para se mover em uma direção pelo polarizador. Isso faz com que toda a luz que passa seja bloqueada, exceto aquelas ondas de luz que vibram em paralelo com suas direções privilegiadas (passagem de luz).

Ondas de luz então se projetam através da amostra e vibram na posição leste-oeste. Eles continuarão para cima sem serem perturbados se o analisador não estiver em uso.

Quando o analisador é empurrado para dentro, apenas a luz que se move na posição norte-sul pode se mover. Colocar um segundo polarizador (neste caso, o analisador) no caminho da luz, girado 90 graus em relação ao eixo do primeiro, bloqueará subsequentemente toda a luz. Como toda a luz já estava polarizada para se mover apenas na posição leste-oeste, nenhuma luz pode passar. Os polarizadores estão agora “cruzados” e o espectador verá apenas a escuridão.

Usos da microscopia de luz polarizada

Você pode usar essa técnica para destacar as características de várias substâncias, como cristais, fibras e minerais, que podem ajudar na sua identificação. Quando ambos os filtros estão alinhados no caminho da luz, eles estão em ângulos retos entre si. Quando ajustado, no entanto, a luz é capaz de passar pelos filtros em diferentes ângulos, permitindo que você veja diferentes aspectos da amostra.

A luz viajará através de uma amostra isotrópica, fazendo com que pareça escura, ou será refletida por uma amostra anisotrópica, fazendo com que pareça brilhante em contraste. Como os componentes de uma amostra birrefringente e anisotrópica estão alinhados em ângulos diferentes, girar o polarizador (ou a platina giratória, se o seu microscópio tiver um) fará com que partes diferentes “apaguem” em momentos diferentes.

Alguns materiais birrefringentes que são comumente avaliados por microscopia de luz polarizada incluem:

  • Osso
  • Dentes
  • Músculo estriado
  • Cristais de urina
  • cristais de gota
  • Amilóide

Como Examinar Uma Amostra Usando Microscopia Polarizante

  • Configurar a iluminação Kohler
  • Gire a lente objetiva de 10x para a posição no revólver.
  • Se necessário, empurre o analisador completamente no lugar para que fique alinhado no caminho da luz.
  • Antes de colocar a amostra na platina, gire gradualmente o polarizador até que o campo de visão fique o mais escuro possível (extinção).
  • Gire o polarizador (ou a platina giratória se o seu microscópio tiver um) aproximadamente 90, 180 e 270 graus e, em seguida, volte para a posição original de 0 graus. Ao olhar através das oculares, o campo aparecerá brilhante quando as direções privilegiadas do polarizador e do analisador estiverem paralelas. Ele ficará progressivamente mais escuro à medida que você gira um dos filtros em um ângulo de 90 graus (polarização cruzada).
  • Agora coloque a amostra na platina e repita o passo acima. Se a substância em questão contiver material birrefringente, você a verá escurecer ou clarear ao girar o polarizador.

Se seguir estes passos, pode avaliar e caracterizar as características da substância na sua amostra, ajudando-o a identificar a sua natureza.