Mündlichblatt 16

Licht breitet sich als Transversalwelle aus. Die elektrische Teilwelle schwingt senkrecht zur magnetischen Teilwelle. Polarisation ist eine Eigenschaft der Transversalwellen, die das Verhalten ihres Schwingungsvektor beschreibt. Man unterscheidet zwischen: 

> lineare Polarisation

> zirkulare Polarisation

> elliptische Polarisation

Diffraktion = Beugung

Beugung ist das Eindringen von Licht in seine geometrische Schattenräume

> Langwelliges Licht wird stärker gebeugt als kurzwelliges

> tritt auf, wenn Licht auf ein Hindernis (Blende, Staubkorn, Linsenrand, Fingerabdruck) trifft.

> Kleine Blende = deutlich mehr Beugung

Polarisationswinkel = Brewsterwinkel

- Wird Licht an einer nichtmetallischen Oberfläche reflektiert, so wird es teilweise linear polarisiert. Der Polarisationsgrad ist abhängig vom Einfallswinkel und den Brechzahlen der Medien.

- Das Licht ist vollständig polarisiert, wenn es unter dem Brewsterwinkel auf die reflektierende Oberfläche trifft.

Das gebrochene Licht wird zum gleichen Teil polarisiert wie das reflektierte. Das gebrochene, polarisierte Licht ist 90° zum reflektierte Licht polarisiert. Fällt das Licht unter dem Brewsterwinkel ein (Einfallswinkel = Brewsterwinkel), so bilden der reflektierte und der gebrochene Strahl einen rechten Winkel.

Dichroismus = Zweifarbigkeit

- Ist die Eigenschaft, dass der Transmissionsgrad mancher doppelbrechender Medien für die beiden polarisierten Teilstrahlen in Abhängigkeit von der Wellenlänge extrem unterschiedlich ist. Anisotrope Medien können daher zwei unterschiedliche Farben aufweisen (je nach Polarisationsrichtung des einfallenden polychromatischen Lichts)

Doppelbrechende Materialien (z.B. Kalkspatkristall) sind anisotrop. Dh. die Brechzahl ist abhängig von der Schwingungsrichtung des Lichts. Sie zerlegen das einfallende Licht, das nicht bei der optischen Achse eintritt in zwei Teilstrahlen; in den ordentlichen und in den ausserordendlichen Strahl > Beide sind vollkommen linear polarisiert, senkrecht zueinander

- Wird Licht an einer nichtmetallischen Oberfläche reflektiert, so wird es teilweise linear polarisiert. Der Polarisationsgrad ist abhängig vom Einfallswinkel und den Brechzahlen der beteiligten Medien. Fällt das Licht unter dem Brewsterwinkel auf die Oberfläche, wird es vollständig polarisiert.

1) Mit einer Reflexion (nichtmetallische Fläche)

2) Mit Brechung

3) Mit Doppelbrechung

4) Mit Dichroismus

5) Mit Streuung

6) Polarisationsfilter (beruhen auf Doppelbrechung oder Dichroismus)

Der Spannungsprüfer erzeugt linear polarisiertes Licht. Die Spannungen depolarisieren/verdrehen das polarisierte Licht. Dadurch tritt Licht aus dem Analysator aus; die Spannungsstellen werden sichtbar. Weil der Polarisationseffekt Wellenlängen abhängig ist, kommen Farben zustande.

Das reflektierte Licht wird parallel zur reflektierenden Oberfläche polarisiert.

Wasseroberfläche = horizontale Polarisation

Schaufenster =  vertikale Polarisation > die vertikalen Reflexe werden herausgefiltert

Beruhen auf Doppelbrechung und Dichroismus

- Doppelbrechung: Bei der Pol-Folie wird eine durchsichtige Polyvinylalkoholfolie erwärmt und gestreckt, sodass sich die länglichen Kohlewasserstoffmoleküle in der zugrichtung ausrichten.

- Dichroismus: Das gestreckte Material wird mit Jod eingefärbt

- Hauptursache für den blauen Himmel ist die Lichtstreuung > blaues Licht wird stärker gestreut

- Trifft eine Lichtwelle auf ein kleines atmosphärisches Gasteilchen, so wird dieses zu Ausgangspunkt einer neuen Welle. Die elektromagnetische Welle (Licht) wird von diesem Gasteilchen in alle Richtungen "gestreut".

- Zerlegt man das Sonnenlicht in die Spektralfarben, so ergeben sich 8 dunkle Linien > die Frauenhoferschen Linien

- Die chromosphäre (Atmosphäre der Sonne) besteht aus glühenden Gasen, welche durch Absorption die Linien erzeugen

Sonnenspektrum = nicht kontinuierlich 

- Leuchtende Gase erzeugen Linien oder Bandenspektren

- Wird polychromatisches Licht durch ein Gas gesandt, so absorbiert das Gas genau die jenigen Frequenzen, welche es im glühenden Zustand selber aussendet. > Im Farbenspektrum werden dunkle Linien sichtbar

Um ein Beugungsspektrum zu erhalten wird polychromatisches Licht mittels Beugung in seine monochromatischen Bestandteile zerlegt. Es ergeben sich mehrere Spektren, die Spektralfarbverteilung ist gleichmässig. Es sind auch Farben erkennbar, welche im Spektrum nicht vorkommen. Langwelliges Licht wird stärker gebeugt.