对于大部分人而言，万花筒都是童年记忆中重要的符号之一。这样一个不算昂贵的玩具总可以在每一个孩子的眼前变出百般的花样，带来奇妙的视觉体验。
▲万花筒旋转照片
但是，您知道吗？具有如此缤纷色彩的不只有万花筒，一台特殊的光学显微镜同样能带您前往一个绚丽多姿的视界，内容甚至还会更加丰富。不信你看，日常看到的金属材料大都是十分单调的颜色，难免给人一种冷冰冰的感觉，但在显微镜底下却能够绽放属于它的美丽；蜂蜜，甜蜜的代名词，除了让人满足口腹之欲，其实它也能从微观角度展现其独特的美貌，就像一场绚丽的烟火表演；就连看似稀松平常的石头也不甘示弱，在显微世界中同样能展现出其不为人知而又五彩缤纷的一面。
▲蜂蜜晶体的偏光现象
▲金属中不同晶粒的偏光现象
▲橄榄岩地质薄片中的偏光现象
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那么如何进入这样一个五彩纷呈的显微世界呢？蔡司君带您一同来揭秘。
多彩的奥秘
自然光是一种非偏振光，可以简单理解为光波在360°各个方向均有振动产生，当这样的光通过偏振光学元件——偏光片后，振动将仅剩下一个方向，此时的光线我们称之为线偏振光，而为了得到线偏振光所使用的偏光片则被称为起偏器。偏光片在生活中有许多实际的用处，比如作为相机的滤光镜头以及太阳眼镜的镜片。因为环境中被反射或散射的光线通常会呈特定的振动方向，而使用滤光片将可以滤除这部分信号。
▲显微镜中所使用的偏光镜
显微镜中的偏光观察也利用了类似的现象。当样品中同时具有晶体和非晶体结构时，晶体会使入射的线偏振光转变振动方向，而非晶体则不会。因此只需要在光路中再插入一片偏光片——检偏器，就可以实现晶体与非晶体结构的区分了。另外，不同的晶体结构对线偏振光振动方向的改变也是不同的，所以也可以利用偏光显微镜进行区分。
▲偏光原理
▲蔡司偏光显微镜
需要特别提及的是，用于专业偏光显微镜的光学元件需要经过特殊的处理——消除残余应力，以避免对偏光效果产生影响。
五彩的岩石世界
距离产生的美
也许您曾经在显微镜下用偏光进行过研究，但是却犯愁自己拍到的照片不如文献中的那样有着鲜艳和丰富的色彩，这很有可能是因为缺少了一个小小的配件——全波片（又叫一级红板）。距离产生美。光在不同岩相中所经过的距离并不相同，这种距离上的区别在经过全波片后将可以表现出不同的颜色。通过这个小小的配件，就可以让镜下的世界变得斑斓多姿，拍到这张仿如油画一般的岩石显微照片。
▲偏光显微镜（带全波片）下的岩石薄片
角度产生的美
接下来要展示的照片虽然不如上一张那样艳丽，但却也别具特色，因为它用到了另一种观察方式—圆偏光。照片中的颜色代表了岩石中晶粒的差异和不同取向，换而言之，通过辨识这些颜色信息就可以帮助判别石头的类型。如何描绘出这样一幅彩色画卷呢？蔡司的全自动数字薄片扫描系统Axioscan 7 Geo就可以。
▲圆偏光显微镜下的岩石薄片
元素产生的美
下面这张照片看起来更像一幅抽象画作，富有浓烈的艺术感，也许您可以将绿色的部分看作是田野，蓝色的代表湖泊，红色的代表高山，或者您可以自由地去发挥想象力。这张照片的产生又与前两张有所不同，它来自于扫描电镜之中。此时，这张照片中的颜色不再代表距离，也与角度无关，它反映的是石头里面不同的元素成分，比如硅、钙、铁等, 它是扫描电镜的矿物分析软件绘制出来的山河画卷。
▲矿物分析（Mineralogic）获得的谱图
分析产生的美
这张图片格外特别，组成图片的五个部分均来自于同一样品，但却有着各自不同的色彩与风格。从素雅到五彩，具有鲜明梯度变化的这幅画卷反映了显微照片从拍摄完成至量化分析的过程，亦可看作是处理过程中不同阶段的效果展示。无论你喜欢的是素雅、水墨或是跳跃的风格，抑或是浓墨重彩或五彩斑斓的颜色，在这张集大成的图片中都可以找到一席之地，满足对视觉效果的丰富需求。
▲从原始显微照片到量化分析图像
灵动的石头世界
万物有灵，石头也不例外。虽然刚才所展示的岩石照片都仿佛静止一般，但是在偏光显微镜下的石头世界却可以更加灵动，一呼一吸自成世界。通过改变样品的角度即可以在正交偏光下观察到不同的效果。
▲多角度正交偏光观察火成岩薄片
蔡司新一代的全自动数字薄片扫描系统Axioscan 7 Geo在软件中增加了虚拟偏光显微镜的功能，研究人员们不仅在显微镜下可以看到旋转的色彩，现在同样也可以在电脑上观察到类似的效果，让石头随着旋转展现出那灵动的一面。
▲虚拟偏光显微镜观察橄榄岩薄片
一块看似稀松平常、相貌平平的石头，在显微镜下能够展现出丰富的色彩，但这样色彩斑斓的照片却也不是唾手可得，需要凭借研究人员的细致观察以及丰富的经验，才能确定合适的表征手段。与此同时，只有专业可靠的测试设备才能够支撑研究人员顺利完成繁重的科研任务，并获得精确的实验结果。
回到那个年少时的自己，你是否又曾经因为一块小石头而萌发出对于未知世界的探索热情呢？
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