（一）單折射性與雙折射性：光線通過某一物金相顯微鏡質時，如光的性質和進路不因照射方向而改變，這種物質在光學上就具有“各向同性”，又稱單折射體，如普通氣體、液體以及非結晶性固體；若光線通過另一物質時，光的速度、折射率、吸收性和偏振、振幅等因照射方向而有不同，這種物質在光學上則具有“各向異性”，又稱雙折射體，如晶體、纖維等。
（二）光的偏振現像：光波根據振動的特點，可分為自然光與偏振光。自然光的振動特點是在垂直光波傳導軸上具有許多振動面，各平面上振動的振幅分布相同；自然光經過反射、折射、雙折射及吸收等作用，可得到只在一個方向上振動的光波，這種光波則稱為“偏光”或“偏振光”。
（三）偏光的產生及其作用：偏光顯微鏡最重要的部件是偏光裝置——起偏器和檢偏器。過去兩者均為尼科爾(Nicola)棱鏡組成，它是由天然的方解石制作而成，但由於受到晶體體積較大的限制，難以取得較大面積的偏振，近來偏光顯微鏡則采用人顯微鏡造偏振鏡來代替尼科爾梭鏡。 人造偏振鏡是以硫酸喹啉又名Herapathite的晶體制作而成，呈綠橄欖色。當普通光通過它後，就能獲得只在一直線上振動的直線偏振光。 偏光顯微鏡有兩個偏振鏡，一個裝置在光源與被檢物體之間的叫“起偏鏡”；另一個裝置在物鏡與目鏡之間的叫“檢放大鏡偏鏡”，有手柄伸手鏡筒或中間附件外方以便操作，其上有旋轉角的刻度。
從光源射出的光線通過兩個偏振鏡時，如果起偏鏡與檢偏鏡的振動方向互相平行，即處於“平行檢偏立”的情況下，則視場最為明亮。反之，若兩者互相垂直，即處於“正交校偏位”的情況下，則視場完全黑暗，如果兩者傾斜，則視場表明出中等程度的亮度。由此可知，起偏鏡所形成的直線偏振光，如其振動方向與檢偏鏡的振動方向平行，則能完全通過；如果偏斜，則只以通過一部分；如若垂直，則完全不能通過。因此，在采用偏光顯微鏡檢時，原則上要使起偏鏡與檢偏鏡處於正交檢偏位的狀態下進行。
（四）正交檢偏位下的雙折射體：在正交的情況下，視場是黑暗的，如果被檢物體在光學上表現為各向同性（單折射體），無論怎樣旋轉載物台，視場仍為黑暗，這是因為起偏鏡所形成的線偏振光的振動方向不發生變化，仍然與檢偏鏡的振動方向互相垂直的緣望遠鏡故。若被檢物體具有雙折射特性或 含有具雙折射特性的物質，則具雙折射特性的地方視場變亮，這是因為從起偏鏡射出的直線偏振光進入雙折射體後，產生振動方向不同的兩種直線偏振光，當這兩種光通過檢偏鏡時，天文望遠鏡由於另一束光並不與檢偏鏡偏振方向正交，可透過檢偏鏡，就能使人眼看到明亮的像。光線通過雙折射體時，所形成兩種偏振光的振動方向，依物體的種類而有不同。
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