Big Bang 7, Schulbuch

Einige Licht-Phänomene 29 RG 7.1 G 7.1 Kompetenzbereich Elektromagnetische Wellen 25 LCD LCD steht für L iquid C rystal D isplay. Diese Flüssigkristalle sind optisch aktiv, verlieren diese Fähigkeit aber unter elek- trischer Spannung . Abb. 29.24 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 Schwingungsebene 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 beleuchtet. Außerdem gibt es pro darzustellendem Pixel eine rote, eine grüne und eine blaue Zelle. i Abb. 29.24: a) und b) „Explosionsdar- stellung“ eines LCD-Segments – die Polfilter sind gekreuzt. Die Kristallschicht ist in Wirklichkeit nur einige µ m dick. c) Jede Ziffer eines Taschen- rechners hat 7 durchsichtige, elektrisch leiten- de Segmente. Jedes Segment ist im Prinzip so aufgebaut wie in a und b dargestellt. Einige Licht-Phänomene Was versteht man unter Beugung? Wie kommt es zu den schillernden Erscheinungen auf der Oberfläche einer CD? Wie funktioniert das CCD einer Digital- kamera? Wie kommt man von den Wellen- und Teilcheneigenschaften des Lichts zur Unschärfe- relation? Lies ab S. 53 in Kap. 33 nach. Glas ist für sichtbares Licht durchsichtig, nicht aber für IR-Licht. Woher kommt das? L Wie kommt eine Fata Morgana zu Stande? Wie funktioniert ein Endoskop? Besorge dir dazu Informa- tion aus dem Internet. Berechne aus dem Brechungsgesetz den Grenzwinkel der Totalreflexion für Wasser und Quarzglas. L Was versteht man unter subtraktiver Farbmischung und wo wird diese angewendet? Besorge dir Informa- tion aus dem Internet. 29 F17 W1 F18 E1 F19 E1 F20 W2 F21 W2 Einige Stoffe wie Traubenzuckerlösungen, Milchsäure oder bestimmte Kristalle drehen die Schwingungsebene von polarisiertem Licht. Man spricht dann von optisch aktiven Substanzen. Wenn man zum Beispiel eine Lösung aus Dex- trose herstellt und polarisiertes Licht durchschickt, dann dreht sich dessen Schwingungsebene von vorne gesehen nach rechts (Abb. 29.22). Deshalb sagt man, Dextrose ist rechtsdrehend (lat. dexter = rechts; F16 ). Abb. 29.22: Ein rechtsdrehender Stoff (b): Der Drehwinkel hängt von vielen Faktoren ab, etwa von der Wellenlänge. In diesem Fall muss der zweite Filter um 90° gedreht werden, damit das Licht durchkommt. Wenn man optisch aktive Substanzen mit zwei Polfiltern kombiniert, dann kann man eine LCD-Anzeige basteln und mechanische Spannungen in einem durchsichtigen Werk- stoff sichtbar machen. Info: LCD Info: Unter Spannung Zusammenfassung Wenn das elektrische Feld einer Lichtwelle nur in einer Ebene schwingt, dann spricht man von polarisiertem Licht. Eine seiner wichtigen Anwendungen ist die LCD-Technologie für Displays oder Flachbildschirme. Z Unter Spannung Auch Kunststoffe können optisch aktiv sein, wobei der Drehwinkel von der mechanischen Spannung abhängt. Man spricht daher von Spannungsoptik. Man platziert den Kunststoff zwischen zwei Polfiltern und beleuchtet ihn. Weil die Drehung der Schwingungsebene auch von der Wellen- länge abhängt, werden nicht alle Farben gleich stark ge- dreht und somit vom zweiten Filter unterschiedlich stark abgeschwächt. Aus dem dadurch entstehenden Farbmuster kann der Fachmann die Belastung an den verschiedenen Stellen ablesen. Man kann auf diese Weise an Kunststoff- modellen reale Belastungen studieren (Abb. 29.23). i Abb. 29.23: Haken bei zuneh- mender Be- leuchtung mit weißen Licht Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv