Big Bang HTL 3, Schulbuch

78 Ausgewählte Kapitel der klassischen Physik (III. Jg., 5. Sem.) Besonders interessant wird es, wenn man zwei Polfilter ver- wendet. Je nach Ausrichtung kann man dann das Licht durch- lassen oder nicht (Abb. 8.22 a und b und 8.23). Dieses Phäno- men, das man schon lange vor Maxwells Entdeckung kannte, ist nur möglich, weil Licht eine Transversalwelle ist ( F13 ). Abb. 8.22: Modell von Polfiltern in paralleler (a) und gekreuzter Ausrichtung (b) Abb. 8.23: Fotos von Polfiltern in paralleler (links) und gekreuzter Ausrichtung (rechts) Einige Stoffe wie Traubenzuckerlösungen, Milchsäure oder manche Kristalle drehen die Schwingungsebene von polari- siertem Licht. Man spricht von optisch aktiven Substanzen. Wenn man zum Beispiel eine Lösung aus Dextrose herstellt und polarisiertes Licht durchschickt, dann dreht sich dessen Schwingungsebene von vorne gesehen nach rechts (Abb. 8.24). Deshalb sagt man, Dextrose ist rechtsdrehend (lat. dexter = rechts; F16 ). Wenn man optisch aktive Sub- stanzen mit zwei Polfiltern kombiniert, dann kann man eine LCD-Anzeige basteln und mechanische Spannungen in einem durchsichtigen Werkstoff sichtbar machen. Abb. 8.24: a) Zwei Polfilter in paralleler Ausrichtung; b) Rechtsdrehen- der Stoff dazwischen: Der Drehwinkel hängt von vielen Faktoren ab, etwa von der Wellenlange. In diesem Fall muss der zweite Filter um 90° gedreht werden, damit das Licht durchkommt. Info: LCD Info: CLIL – Under Stress Experiment: Spannungsoptik Zusammenfassung Wenn das elektrische Feld einer Lichtwelle nur in einer Ebene schwingt, dann spricht man von polarisiertem Licht. Eine wichtige Anwendung ist die LCD-Technologie für Dis- plays oder Flachbildschirme. Z LCD LCD steht für L iquid C rystal D isplay. Flüssigkristalle sind op- tisch aktiv, verlieren diese Fähigkeit aber unter elektrischer Spannung. Abb. 8.25 zeigt den Aufbau einer LCD-Zelle. Ohne Spannung wird das Licht am Spiegel reflektiert. Diese Stelle ist hell. Liegt Spannung an, dreht der Kristall die Schwin- gungsebene nicht, und das Licht wird am unteren Filter geschluckt. Diese Stelle ist dunkel. Eine LCD-Zelle ist ein spannungsgesteuertes Lichtventil ( F14 ). Auch LCD-Bildschirme funktionieren so. Allerdings haben die Zellen keinen Spiegel, sondern werden von hinten be- leuchtet. Außerdem gibt es pro darzustellendem Pixel eine rote, eine grüne und eine blaue Zelle. i Abb. 8.25: a) und b) „Explosionsdarstellung“ eines LCD-Segments – die Polfilter sind gekreuzt. Die Kristallschicht ist in Wirklichkeit nur einige µ m dick. c) Jede Ziffer eines Taschenrechners hat 7 durch- sichtige, elektrisch leitende Segmente. Jedes Segment ist im Prinzip so aufgebaut wie bei a und b dargestellt. CLIL – Under Stress Plastics can also be optically active, the specific rotation being dependent on the mechanical stress. This is known as photoelasticity . Place the plastic between two polarizing filters and illuminate it. Since the rotation of the oscillation plane also depends on the wavelength, not all colours are rotated the same way and thus are attenuated differently by the second filter. From the resulting colour pattern, an expert can discern the load at the various points. In this way, real loads can be studied on plastic models (Fig. 8.26). i Fig. 8.26: A hook illuminated with white light at three different loads (0, 45 and 75 grams) when Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv