Sexl Physik 7, Schulbuch

Linear polarisiertes Licht schwingt nur in einer Ebene. Diese ist durch die Fortpflanzungsrichtung und die jeweilige Schwingungsrichtung gegeben. Lichtwellen sind Transversalwellen. Bei einer „natürlichen“ Lichtquelle senden die einzelnen Atome Lichtwellenzüge aus, deren Schwingungsrichtungen voneinander unabhängig sind. Die Wellenzüge bilden durch Überlagerung das „natürliche“ Licht, welches keine bevorzugte Schwingungsrichtung hat. Fällt dieses Licht auf den Polarisator, so kann von je- dem Lichtwellenzug nur die parallel zur Durchlassrichtung schwingende Kompo- nente hindurchtreten, während die senkrecht schwingende Komponente in der Fo- lie absorbiert wird. Die Absorption, die man beim Durchgang des Lichts durch den Polarisator bemerkt, wird so verständlich. Experiment: Polarisation durch Reflexion 67.1 E 2 Du brauchst : Experimentierleuchte, Spalt, Sammellinse, Glasplatte, Polarisa- tionsfilter Richte einen Lichtstrahl auf die Glasplatte und analysiere den reflektierten Lichts- trahl mit einem Polarisationsfilter. Ändere den Einfallswinkel und analysiere den reflektierten Strahl mit einem Polarisationsfilter. Notiere, bei welcher Stellung der Glasplatte du welche Helligkeit beobachtest. Unpolarisiertes Licht kann bei der Reflexion an einer Glasplatte (oder einem ande- ren durchsichtigen Medium, z. B. an einer Wasserfläche) polarisiert werden. Bei einem Einfallswinkel von 57° bei Glas zeigt der Polarisationsfilter, dass der reflek- tierte Lichtstrahl linear polarisiert ist und senkrecht zur Reflexionsebene, d. h. pa- rallel zur brechenden Fläche schwingt. Dieser spezielle Einfallswinkel heißt Pola- risationswinkel . Für den Polarisationswinkel β gilt: sin α /sin β = n oder sin 57°/sin β = 1,53 oder β = 33°. Einfalls- und Brechungswinkel ergänzen einander zu 90°! Untersuche, überlege, forsche: Polarisation des Lichts 67.1 E 1 Nimm zwei Polaroidbrillen und lege diese in unterschiedlichen Winkeln über- einander. Was fällt dir auf? Betrachte eine spiegelnde Wasserfläche mit und ohne Polaroidbrille. Was fällt dir auf? Was beobachtest du, wenn du die Brille drehst? Licht, welches an durchsichtigen Körpern reflektiert wird, ist zumindest teilweise 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 horizonta- ler 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 (siehe Abb. 68.2 ). 3D Filme Polarisationsfilter werden heute in vielen Bereichen verwendet. Beispielsweise kann man mit ihrer Hilfe stereoskopisches Sehen im Kino verwirklichen ( 68.1 ). Man projiziert gleichzeitig mit zwei Filmprojektoren zwei ste- reoskopisch aufgenommene Filme auf die Leinwand. Jeder Projektor trägt ein Polarisationsfilter, und zwar so, dass die Schwingungsebenen der beiden linear polarisierten Lichtbündel aufeinander senkrecht stehen. Man betrachtet die Bil- der durch eine Brille die zwei entsprechende Polarisationsfilter enthält. Jedes Auge sieht dann nur eines der beiden Bilder. Beide Augen zusammen vermitteln den räumlichen Eindruck. 67.1 Polarisationsfilter in „paralleler“ und „gekreuzter“ Stellung Seil Polarisator Analysator 67.2 Mechanisches Modell für die Wirkung der beiden Polarisationsfolien. 90° Vakuum Glas  p  p  p 67.3 Wenn das Licht so auf eine durchsichtige Fläche fällt, dass der reflektierte Strahl senk- recht auf den gebrochenen Strahl steht, dann ist der reflektierte Strahl maximal linear pola- risiert. 67 | ELEKTROMAGNETISCHE WELLEN Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv