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顯微觀察是通過放大樣品的圖像，達到揭示肉眼不可見信息的目的。當光學顯微鏡加入偏光濾光片后，它就成為一種分析工具，可用于測定晶體的光學性質和進行微量化學實驗。不同的固體結構具有不同的光學性質，如折射率、顏色、消光角、光學色散等可以通過光學光學結晶的方法快速測定。光學性質由晶體本身的晶體結構和化學性質決定。因此，光學特性可以提供很多有價值的信息來支持通過其他方法獲得的數據。此外，還可以通過偏光顯微鏡快速獲得粒徑、顆粒性質、力學性能、孿晶、包合物、晶體生長和燒蝕、介晶等信息。使用熱臺顯微鏡加熱或冷卻少量樣品可以觀察熱誘導現象，如熔點、晶型轉變、溶劑化和升華。除光學顯微鏡外，還有許多其他顯微鏡用于探索和分析樣品的材料和化學性質，如配備X射線的電子顯微鏡、原子力顯微鏡（AFM）紅外-拉曼顯微鏡、近紅外顯微鏡、和聲學顯微鏡。
