在正交偏光镜下，光线在晶体截面上的振动方向与AA、PP平行或接近平行，会产生消光或接近消光，从而形成两条与AA、PP平行的黑带（消光影）。 ，它们相互正交，形成黑色十字，见图2； 图2 聚乙烯球晶的偏光显微镜照片。 使用偏光显微镜观察聚合物球晶。 在一定条件下，球晶呈现出更为复杂的环图案，即特征性的黑色交叉消光图像还与明暗均匀的消光环重叠，这可能是由晶片的周期性扭曲造成的，见图3。 图3 偏光具有消光同心环的聚乙烯球晶的显微镜照片。 由于晶体的光学各向异性（立方晶体除外）偏光显微镜下晶体图片分析，光波入射后会发生双折射，产生两个以晶体光轴∥和⊥为轴的偏振K。 12 假设K、K的振动方向与P2 12AA的振动方向斜交（见左图），那么当K、K进入P2时，会以12度分解，形成四种极化∥和⊥与P2的光。 其中⊥P2的偏振光不能透过，而∥P2的光可以完全透过，到达目镜时互相干涉。 斜方POM下的球晶形貌 球晶是多晶，其最基本的结构单元是折叠链晶片。 这些晶片中的大分子优先沿与球晶半径相切的方向排列，如图所示。 R电子衍射实验证明，球晶中分子链轴（c/光轴）始终垂直于球晶的径向，即球晶的切线方向，而b轴始终沿球晶的径向。球晶的方向，如下图： b 光轴（axis） 当光在晶体中沿特定方向传播时，不会发生双折射，aR。 这个方向称为晶体的光轴； 光轴方向的直线为球晶核。 轴。
C光轴折链球晶的黑色交叉分子链的取向和排列，使球晶具有双折射性，呈现特殊的黑色交叉（十字）消光像，在偏光显微镜下很容易观察到。 聚丙烯（PP）球晶黑色交叉消光的原因。 黑色十字反映了球晶内分子链的规则排列。 图中，Q为球晶中心。 考虑球晶内的某个点 o 并连接 Qo 线。 通过起偏器进入球晶的平面偏振光为oR。 oR进入球晶后，由于双折射的作用，分为 和 eta 两部分，两部分之间的相位差为 δ。 只有 ψsinψ 和 ψ 可以通过分析器。 该复合波的强度为： 222 δψ δIA Sin 2ψSin2 式中，A为偏振光的振幅，为固定值； δ为两束折射光的相位差，固定值； 因此，当ψ=(n-1)π/2时，光强I=0，视场为暗； ψ=(2n-1)π/4，I为最大值，视场明亮。 这里，n是正整数。 同心消光环产生的原因：球晶中的折叠链晶片呈螺旋状排列，使微晶透过的偏振光也发生变化：当光波平行于c/光轴入射时偏光显微镜下晶体图片分析，双折射不发生发生且视野变暗； 当从其他方向入射时，会发生双折射并且视野明亮。 聚乙烯（PE）球晶 (1) (2) (3) 折叠链微晶在径向球晶中的螺旋排列 位置 1：光波平行于 c 轴入射到由 a 和 b 组成的平面上，因为 n = n、此时相当于一个各向同性物体，不发生双折射，因此目镜中没有光出射，视野一片黑暗； 此时，(1)到晶核相同距离处的微晶处于相同的状态，所以观察到的是一个黑色的环。
位置2：此时，光波垂直入射到b、c平面。 由于nc≠n，因此发生双折射。 光b从分析器晶体投射出来，视野明亮。 同理，以晶核为原点， (2) 距晶核距离为半径的圆是亮的，故为亮环。 位置 3：重复位置 1，形成暗环。 这在晶片的扭转方向上周期性地重复，形成明暗交替的消光环。 并且螺旋的螺距与同心环之间的距离一致。 实验仪器及样品三台 1.偏光显微镜：SL-100型（日本NIKON） 2.密闭式电炉、温控仪 3.样品：PE、PP、三元尼龙 4.其他：载玻片、盖玻片、刀片、木质四、实验要求 1、预习报告 仔细预习偏光显微镜的工作原理； 黑十字和消光环产生的原因； 样品制备方法。 2、实验步骤：放置载玻片，打开制样台电源，采用压制法制备样品，冷却样品； 调节显微镜，观察样品的结晶形态，切断电源。 3、注意：样品大小：绿豆粒大小就够了； 如果是粉末，处理时应防止散开，导致样品中产生气泡。 制备样品时：样品应尽量压薄，并在炉内缓慢冷却至室温，完成结晶，便于观察； 压制时应垂直施加压力，防止盖玻片破裂或样品厚度不均匀导致晶体尺寸变化过大； 调节焦距时，一定不要让滑轨与目镜碰撞，以免损坏镜头； 严禁随意移动或拆卸显微镜； 观察完毕后，将光源调至最弱，关闭电源，拔掉电源线，盖上显微镜。
五、数据处理 1、画出偏光显微镜观察到的球晶形貌示意图。 2. 将记录的网格数乘以毫米/网格（已用显微尺校准）以计算球晶直径。 六、思考题 1、简述交叉偏振光下聚合物球晶出现黑色交叉消光和消光环的原因。 2、偏光显微镜观察晶体形貌的原理是什么？ 3. 球晶尺寸对结晶温度的依赖性是什么？ ？ 4、样品制备时应注意哪些方面？ 预习报告 2.仪器、样品及操作流程 1.实验原理+3.数据处理 4.思考题实验报告
