Un microscopio polarizador se basa en los principios de que la luz tiene un movimiento ondulatorio regular y el ciclo de dos rayos puede desplazarse -girarse o desfasarse- entre sí.
Un microscopio de luz normal está adaptado con dos filtros polarizadores en secuencia antes y después de la etapa de muestra en la trayectoria de la luz. Por lo tanto, la luz polarizada en fase pasa a través de la muestra. Si hay alguna regularidad de orden de las moléculas alrededor de la longitud de onda de la luz, esto pone el haz incidente fuera de fase en relación con la luz que no pasa a través de la misma estructura. La propiedad de las estructuras de alterar la fase de la luz polarizada se denomina birrefingencia. Ocurre con varias estructuras cristalinas y ciertas fibras.
El filtro polarizador más cercano a la lente del objetivo y al ojo se gira para revelar la dirección de la birrefringencia. Las moléculas birrefringentes aparecen relativamente claras u oscuras en comparación con su entorno.
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