当两束光通过光学系统时会发生相互干涉，如果相位相同，干涉的结果是亮度增强，反之，就会相互抵消变暗，这就是光波的干涉现象。
微分干涉显微镜是以平面偏振光为光源，光线经棱镜折射后分成两束，在不同时间经过样品的相邻部位，然后经过另一棱镜将这两束光汇合，从而样品中厚度上的微小差别就会转化成明暗区别，增加了样品反差，造成了标本的人为三维立体感，类似大理石上的浮雕。
微分干涉显微镜适于研究活细胞中较大的细胞器，如果接上录像装置可以记录活细胞中的颗粒以及细胞器的运动。
光线经过起偏器后形成直线偏振光，该偏振光通过诺马斯基棱镜后分为两路，一路为寻常光，一路为异常光,照射到样品表面反射回来的光线因样品表面的凹凸产生了光程差，回到诺马斯基棱镜后产生叠加或者抵消干涉后产生了振幅差即变明变暗，以此观察到的物体表面呈现凹凸不平的立体效果。但是微分干涉照片上的高低不一定是真实的，凹可变凸，凸可变凹，均是诺马斯基棱镜于光线夹角不同而变。
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