Sexl Physik 7, Schulbuch

Optische Aktivität Einige Flüssigkeiten und Lösungen, wie Milchsäure, Weinsäure oder Trauben- zuckerlösung sowie einige Kristalle (Quarz) und Flüssigkristalle, zeigen opti- sche Aktivität. 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 Drehwin- kels kann man daher die Konzentration einer Lösung bestimmen. Davon wird in der Chemie, in der Biologie 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 Atomgrup- pen in den Molekülen. Da derartige Strukturen in zwei spiegelbildlichen Formen vorkommen können, kann ein optisch aktiver Stoff in „ linksdrehender “ und „ rechtsdrehender “ Modifikation auftreten. So gibt es z. B. links- und rechtsdre- henden Quarz oder links- und rechtsdrehende Milchsäure. 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 Bild- schirmen. Eine Hintergrundbeleuchtung (z. B. Leuchtdioden) und Polarisationsfilter erzeugen polarisiertes Licht. Dieses fällt auf die Flüssigkristalle der LCD ( 68.3 ). Durch Anlegen einer Spannung wird jedes Segment der LCD für polarisiertes Licht unter- schiedlich durchlässig. Die Segmente sind in einem Raster angeordnet. LCDs gibt es in vielen elektronischen Geräten, wie Mobiltelefonen, Digitaluhren, Taschenrechnern, Digitalkameras, Monitoren und Fernsehgeräten. Holografie Hologramme enthalten sämtliche Informationen über Form und Lage eines Ob- jekts. Man unterscheidet Reflexionshologramme (die Lichtquelle ist auf der Seite des Betrachters) und Transmissionshologramme. 68.4 Bei dem Hologramm auf dem 5-Euro-Schein handelt es sich um ein Reflexionshologramm, das eine zweidimen- sionalen Grafik wiedergibt 68.5 Transmissionshologramm. Zur digitalen Holografie s. physikplus.oebv.at . Laser Strahlteiler Linse 1 Linse 2 Fotoplatte Objekt Objektstrahl Referenzstrahl Spiegel reflektiertes Licht 68.6 Bei der Aufnahme eines Transmissionshologramms wird Laserlicht in zwei kohärente (in Amplitude und Phase identische) Strahlenbündel aufgespalten. Der Referenz- strahl wird über einen Spiegel direkt zur Fotoplatte reflek- tiert. Der Objektstrahl wird vom Objekt gestreut und über- lagert sich mit dem Referenzstrahl. Das Interferenzmuster wird auf der Fotoplatte (dem Film) als Hologramm festge- halten. Wird das entwickelte Hologramm mit Laserlicht aus der Richtung des Referenzstrahls beleuchtet, so wird das Licht an den geschwärzten Körnern des Films gebeugt und fällt in das Auge des Betrachters. Die Verlängerung dieser Strah- len lassen an der Stelle, wo vorher das Objekt war, ein virtu- elles Bild des Objekts entstehen. Da dieses Licht in Intensi- tät und Phase mit dem ursprünglich vom Objekt ausgesandten Licht identisch ist, d. h. Information über die Helligkeit und über die Lage der Objektpunkte enthält, er- scheint das virtuelle Bild dreidimensional. Der Beobachter kann es beim Blick durch das Hologramm wie durch ein Fenster von verschiedenen Seiten betrachten. 68.1 Um bei Filmen auch einen räumlichen Eindruck zu erzielen, werden die Aufnahmen von zwei Kameras durchgeführt. Für die Wiedergabe werden Polarisationsfolien ver- wendet. 68.2 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 68.3 Zwischen zwei mit einer leitenden Schicht versehenen Glasplatten befinden sich Flüssigkristalle (TN Zellen). Je nach angelegter Spannung können sie die Polarisationsebene des Lichts unterschiedlich stark drehen. Die Intensität des von den beiden Polfiltern durch- gelassenen Lichts hängt daher von der ange- legten Spannung ab. 68 ELEKTROMAGNETISCHE WELLEN Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv