Sexl Physik 7, Schulbuch

| 36 3D Filme Polarisationsfilter werden heute in vielen Bereichen verwendet. Beispielswei­ se kann man mit ihrer Hilfe stereoskopisches Sehen im Kino verwirklichen ( 36.1 ). Man projiziert gleichzeitig mit zwei Filmprojektoren zwei stereosko­ pisch aufgenommene Filme auf die Leinwand. Jeder Projektor trägt ein Polari­ sationsfilter, und zwar so, dass die Schwingungsebenen der beiden linear pola­ risierten Lichtbündel aufeinander senkrecht stehen. Man betrachtet die Bilder durch eine Brille die zwei entsprechende Polarisationsfilter enthält. Jedes Auge sieht dann nur eines der beiden Bilder. Beide Augen zusammen vermitteln den räumlichen Eindruck. Untersuche, überlege, forsche: Polarisation des Lichts 36.1 Nimm zwei Polaroidbrillen und lege diese in unterschiedlichen Winkeln übereinan- der. Was fällt dir auf? Betrachte eine spiegelnde Wasserfläche mit und ohne Polaroid- brille. Was fällt dir auf? Was beobachtest du, wenn du die Brille drehst? Licht, welches an durchsichtigen Körpern reflektiert wird, ist zumindest teilwei­ se polarisiert. Daher können störende Reflexionen mit Polarisationsfiltern unter­ drückt werden. Davon wird in der Fotografie Gebrauch gemacht. Aber auch die Po- laroidbrillen nützen diesen Effekt. Spiegelt sich beispielsweise die Sonne auf einer Wasserfläche, so schwingt das reflektierte Sonnenlicht hauptsächlich in horizon­ taler Richtung. Sind nun die Gläser einer Polaroidbrille so orientiert, dass sie nur vertikal schwingendes Licht durchlassen, so werden die Sonnenreflexe auf dem Wasser stark reduziert. Optische Aktivität Einige Flüssigkeiten und Lösungen, wie Milchsäure, Weinsäure oder Traubenzu­ ckerlösung sowie einige Kristalle (Quarz) und Flüssigkristalle, zeigen optische Ak­ tivität. Optisch aktiv nennt man Substanzen, die die Schwingungsebene des Lichts verdrehen. Der Drehwinkel der Schwingungsebene hängt von der Substanz, von der Schichtdicke und von der Lichtfrequenz ab. Bei Lösungen ist der Drehwinkel zur Konzentration proportional. Durch Messung des Drehwinkels kann man daher die Konzentration einer Lösung bestimmen. Davon wird in der Chemie, in der Bio­ logie und in der Medizin Gebrauch gemacht. Für diese Eigenschaft kann die Kristallform verantwortlich sein, aber auch – wie bei den genannten Flüssigkeiten – die räumliche Anordnung der Atomgruppen in einem Molekül. Da derartige Strukturen in zwei spiegelbildlichen Formen vorkom­ men können, kann ein optisch aktiver Stoff in „ linksdrehender “ und „ rechtsdre- hender “ Modifikation auftreten. So gibt es z. B. links und rechtsdrehenden Quarz oder links und rechtsdrehende Milchsäure. Bei der synthetischen Herstellung einer optisch aktiven Substanz im Laboratori­ um ist in den meisten Fällen die Wahrscheinlichkeit für die Bildung einer links­ drehenden und einer rechtsdrehenden Form gleich groß. Es entsteht daher ein sogenanntes razemisches Gemisch . Dieses enthält jede der beiden Formen in glei­ chen Anteilen und ist natürlich optisch inaktiv. In lebenden Organismen dagegen wird der Aufbau der Moleküle durch Enzyme gesteuert. Das bewirkt, dass der Organismus entweder nur die „Rechtsform“ oder nur die „Linksform“ herstellen kann. Umgekehrt zeigt es sich, dass gewisse Organismen nur eine von zwei spie­ gelbildlichen Molekülformen abbauen und verwerten können. Liquid Crystal Display (LCD) Bestimmte Flüssigkristalle (organische Verbindungen, die sowohl Eigenschaften von Festkörpern als auch von Flüssigkeiten haben) können unter dem Einfluss von elektrischer Spannung die Polarisationsrichtung von linear polarisiertem Licht drehen. Dies nützt man bei der Flüssigkristallanzeige und bei LCD Bildschirmen ( 36.3 ). Eine Hintergrundbeleuchtung (z. B. Leuchtdioden) und Polarisationsfilter erzeu­ gen polarisiertes Licht. Dieses fällt auf die Flüssigkristalle der LCD ( 36.2 ). Durch 36.1 Um bei Filmen auch einen räumlichen Eindruck zu erzielen, werden die Aufnah- men von zwei Kameras durchgeführt. Für die Wiedergabe werden Polarisationsfolien verwendet. 36.2 Polaroidbrille: Polarisationsfilter absorbie- ren einen Großteil des bei Reflexion an glatten Flächen entstandenen polarisierten Lichts und reduzieren dessen störende Blendwirkung. Polarisationsfilter Glasscheiben Farbfilter Elektroden Flüssigkristallschicht Hintergrundbeleuchtung 36.3 Zwischen zwei mit einer leitenden Schicht versehenen Glasplatten befinden sich Flüssigkristalle (TN Zellen). Je nach angelegter Spannung können sie die Polarisationsebe- ne des Lichts unterschiedlich stark drehen. Die Intensität des von den beiden Polfiltern durchgelassenen Lichts hängt daher von der angelegten Spannung ab. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv