- Lampe : émission de lumière blanche ou ensemble d'ondes électromagnétiques dont les plans de vibrations sont quelconques.
- Polariseur : système optique qui ne laisse passer que les vibrations lumineuses contenues dans un un plan de vibration bien déterminé (plan de polarisation P), en général fixe.
- Diaphragme et surcondenseur : ne laisse passer qu'une certaine quantité de lumière.
- Platine tournante : Support des lame mince dont la rotation permet la recherche des caractéristiques des minéraux.
- Section d'un minéral en lame mince. La plupart sont biréfringentes, c'est à dire qu'elles transforment la lumière polarisée en deux vibrations se propageant dans deux plans perpendiculaires et à des vitesses différentes; ce qui définit l'indice maximum ng et l'indice minimum np de la section.
- Objectifs de grossissements usuels entre 2 et 63
- Analyseur escamotable, dispositif qui, comme le polariseur, ne laisse passer que les vibrations contenues dans un plan A, perpendiculaire à P. Il redresse les deux vibrations issues de la lame mince dans ce plan A, ou elles sont en condition d'interférence (éventuellement lentille de Bertrand, qui permet d'observer dans le plan focal image de l'objectif des figures dites de "lumière convergente").
- Oculaires, de grossissements usuels 8 à 12.
- Oeil de l'observateur.
Le microscope polarisant, ou microscope polariseur est un microscope optique muni de deux filtres polarisants, appelés polariseur et analyseur. Il est utilisé en pétrographie pour l'observation et l'identification des minéraux dans les roches. Le principe de fonctionnement repose sur l'utilisation d'un faisceau de lumière polarisée (par le polariseur). L'échantillon de roche à observer est préparé afin d'obtenir une lame mince, c'est-à-dire que la roche est coupée en un fin bloc collé sur une lame de verre, l'ensemble étant aminci par polissage jusqu'à une épaisseur de 30 micromètres environ.
La lumière ordinaire (naturelle ou artificielle) est une onde électromagnétique qui vibre dans toutes les directions dans un plan perpendiculaire au trajet de propagation. Lorsque cette lumière traverse un filtre particulier — filtre polarisant — elle ne vibre que dans une seule direction, cette lumière est appelée lumière polarisée.
Dans la plupart des minéraux (cristaux non cubiques), suivant la direction de polarisation, la lumière n'aura pas la même vitesse. Lorsqu'un rayon lumineux pénètre dans un cristal anisotrope, il se dédouble en deux rayons de polarisation différente qui se propagent avec une vitesse différente, c'est la biréfringence voir **. On peut aussi décrire ce phénomène comme une rotation de la polarisation. Le filtre analyseur placé après l'échantillon sélectionne à nouveau les rayons lumineux selon leur polarisation, ainsi, selon la quantité dont a tourné la polarisation (donc selon la nature des cristaux), ceux-ci apparaissent plus ou moins lumineux, voire de couleurs différentes. Certains cristaux sont quasiment isotropes et ne provoquent pas de biréfringence (notamment les cristaux cubiques), et peuvent être facilement distingués des cristaux anisotropes. On peut considérer la lumière comme un ensemble d'ondes dont chacune vibre dans un plan, perpendiculairement à la direction de propagation de la lumière, ce plan variant d'une onde à l'autre. La lumière est donc un phénomène vibratoire caractérisé par une longueur d'onde, une vitesse de propagation V et une fréquence de vibration (seule grandeur indépendante de la nature du milieu traversé). Dans le vide, la célérité de la lumière est C= 299600 Km/s. Dans toute matière, la vitesse de la lumière, V, est inférieure et le rapport N=C/V représente une grandeur caractéristique des minéraux transparents. Ce rapport N, correspondant à l'indice de réfraction, est utilisé pour différencier optiquement les solides, comme les minéraux et les liquides. Plus l'indice de réfraction d'un minéral est grand, plus il est réfringent, moins la lumière s'y propage rapidement.
**En pénétrant dans un cristal anisotrope, un rayon lumineux se dédouble dès qu'il frappe l'interface air-minéral en deux rayons polarisés dont les directions de vibration sont perpendiculaires entre elles. Les vitesse de propagation des deux rayons sont différentes. Cette double réfraction due à l'anisotropie du cristal produit un rayon ordinaire et un rayon extraordinaire qui ont été découverts sur le spath d'Islande (calcite). Les vitesses de propagation de ces rayons étant différentes, il se produit à la sortie du cristal entre ces deux rayons une différence de marche, l'un des rayons ayant acquis un retard optique par rapport à l'autre. La différence entre les indices dans la direction de vibration des rayons ordinaires et extraordinaires est appelée biréfringence. Celle-ci peut être déterminée au moyen du microscope.
Dans les milieux non cristallisés (verres, liquides, gaz), ainsi que dans les cristaux cubiques, l'indice de réfraction N est invariant quelle que soit la direction de propagation dans la matière. Ces milieux sont des milieux isotropes.
