Sexl Physik 7, Schulbuch

35 | senkrecht schwingende Komponente wird absorbiert. Dreht man daher den Analysator aus der „parallelen“ Stellung um 90° in die „gekreuzte“ Stellung, so nimmt die Helligkeit des durchgehenden Lichts allmählich ab und erreicht in der „gekreuzten“ Stellung den Wert Null. Die vollständige Dunkelheit bei gekreuzten Filtern beweist zugleich, dass die Lichtwellen reine Transversal­ wellen sind und nicht etwa aus einem Gemisch longitudinaler und transver­ saler Wellen bestehen. Linear polarisiertes Licht schwingt nur in einer Ebene. Diese ist durch die Fortpflanzungsrichtung und die jeweilige Schwingungsrichtung gegeben. Lichtwellen sind Transversalwellen. „Natürliches“ Licht zeigt ein rotationssymmetrisches Verhalten um die Fort­ pflanzungsrichtung. Die einzelnen Atome einer Lichtquelle senden Lichtwel­ lenzüge aus, deren Schwingungsrichtungen voneinander unabhängig sind. Die Wellenzüge bilden durch Überlagerung das „natürliche“ Licht, welches aus statistischen Gründen keine bevorzugte Schwingungsrichtung hat. Fällt dieses Licht auf den Polarisator, so kann von jedem Lichtwellenzug nur die parallel zur Durchlassrichtung schwingende Komponente hindurchtreten, während die senkrecht schwingende Komponente in der Folie absorbiert wird. Die Absorption, die man beim Durchgang des Lichts durch den Polari­ sator bemerkt, wird so verständlich. w  Experiment: Polarisation durch Reflexion 35.1 Du brauchst: Experimentierleuchte, Spalt, Sammellinse, Glasplatte, Polarisa- tionsfilter Was ist zu tun? Richte einen Lichtstrahl auf die Glasplatte und analysiere den re- flektierten Lichtstrahl mit einem Polarisationsfilter. Ändere den Einfallswinkel und analysiere den reflektierten Strahl mit einem Polarisationsfilter. Notiere, bei wel- cher Stellung der Glasplatte du welche Helligkeit beobachtest. Unpolarisiertes Licht kann bei der Reflexion an einer Glasplatte (oder einem anderen durchsichtigen Medium, z. B. an einer Wasserfläche) polarisiert wer­ den. Bei einem Einfallswinkel von 57° bei Glas zeigt der Polarisationsfilter, dass der reflektierte Lichtstrahl linear polarisiert ist und senkrecht zur Re­ flexionsebene, d. h. parallel zur brechenden Fläche schwingt. Dieser spezielle Einfallswinkel heißt Polarisationswinkel . Für den Polarisationswinkel β gilt: sin α / sin β = n oder sin57° / sin β = 1,53 oder β = 33°. Einfalls und Brechungswinkel ergänzen einander zu 90°! Tatsächlich ha­ ben Untersuchungen an verschiedenen durchsichtigen Stoffen gezeigt, dass der reflektierte Strahl immer dann senkrecht zur Reflexionsebene schwingt, wenn er senkrecht auf den gebrochenen Strahl steht. Fällt daher natürliches Licht unter dem Polarisationswinkel auf ein durchsichtiges Medium, so kann man sich jeden linear polarisierten Wel­ lenzug in zwei Komponenten zerlegt denken, die parallel und senkrecht zur Einfallsebene schwingen. Die parallel schwingenden Komponenten werden vollständig gebrochen. Die senkrecht schwingenden Komponenten dagegen werden nur zum Teil gebrochen. Der größte Teil wird reflektiert. (Der gebro­ chene Strahl muss deshalb bevorzugt in der Einfallsebene schwingen, was auch tatsächlich der Fall ist.) Linear polarisiertes Licht kann man demnach durch Reflexion an durchsichtigen Körpern erhalten. Bei der Reflexion an Metallspiegeln dagegen tritt keine Trennung der Polarisationsrichtungen auf, sodass man auf diese Weise auch kein linear polarisiertes Licht zu erzeugen vermag.  Hologramme enthalten sämtliche Informationen über Form und Lage eines Objekts. Man unter- scheidet Reflexionshologramme (die Lichtquelle ist auf der Seite des Betrachters) und Transmis- sionshologramme. 35.1 Bei dem Hologramm auf dem 5 Euro Schein handelt es sich um ein Reflexionshologramm, das eine zweidimensionalen Grafik wiedergibt. 35.2 Transmissionshologramm. Zur digitalen Holografie s. physikplus.oebv.at. Laser Strahlteiler Linse 1 Linse 2 Fotoplatte Objekt Objektstrahl Referenzstrahl Spiegel reflektiertes Licht 35.3 Bei der Aufnahme eines Transmissions- hologramms wird Laserlicht in zwei kohärente (in Amplitude und Phase identische) Strahlenbündel aufgespalten. Der Referenzstrahl wird über einen Spiegel direkt zur Fotoplatte reflektiert. Der Objektstrahl wird vom Objekt gestreut und über- lagert sich mit dem Referenzstrahl. Das Interfe- renzmuster wird auf der Fotoplatte (dem Film) als Hologramm festgehalten. Wird das entwickelte Hologramm mit Laserlicht aus der Richtung des Referenzstrahls belichtet, so wird das Licht an den geschwärzten Körnern des Films gebeugt und fällt in das Auge des Betrach- ters. Die Verlängerung dieser Strahlen lassen an der Stelle, wo vorher das Objekt war, ein virtuelles Bild des Objekts entstehen. Da dieses Licht in Intensität und Phase mit dem ursprünglich vom Objekt ausgesandten Licht identisch ist, d. h. Information über die Helligkeit und über die Lage der Objektpunkte enthält, erscheint das virtuelle Bild dreidimensional. Der Beobachter kann es beim Blick durch das Hologramm wie durch ein Fenster von verschiedenen Seiten betrachten. Holografie Nur zu Prüfzwecken – Eig ntum des Verlags öbv