Das Wettrennen

Durch Körperkraft winzigste Moleküle strecken - Molekülorientierung
Johannes Soulages
Polarisationsrichtung des Lichtes
Wie funktioniert ein Polarisator ?
Li ch t b es teh t au s tr ansversalen Schwingungen von elektrischen
und m agne ti s che n Feld e rn. Die Ri ch tung, in die das elektrisches
Feld zeigt, bezeichnet man als Polarisationsrichtung des Lichts.
Licht, das von einer Quelle wie der Sonne emittiert wird, ist nicht polarisiert. Fällt es auf einen
Polarisator, so wählt der Filter (wie ein Schlitz) eine Komponente des Lichts aus und lässt nur diese
durch: das Licht ist also linear polarisiert. Falls das Licht dann durch einen zweiten Filter geht, dessen
Orientierung senkrecht zur Polarisationsrichtung des Ersten ist, findet eine totale Auslöschung statt.
Prinzip der Sonnenbrille
Polarisationsrichtung
Ohne Polarisator
Polarisationsrichtung
Mit Polarisator
Das Licht, das von der Oberfläche des Sees reflektiert wird, ist hauptsächlich parallel zur Oberfläche polarisiert. Sonnenbrillen sind im allgemeinen polarisierend.
Wenn man Sonnenbrillen trägt, ist ihre Polarisationsrichtung senkrecht zur Bodenebene. Deshalb wird das Licht, das reflektiert wird, nicht durchgelassen.
Beschreibung des Experiments
Im Jahre 1816 wurde eine für die Geschichte der Polarisation sehr
bedeutsame Entdeckung von Sir David Brewster gemacht. Er war es, der
herausfand, dass normal transparente isotrope Substanzen durch
mechanische Belastung (durch Druck oder Zug) anisotrop gemacht werden
können, wodurch sie die Eigenschaften eines einachsigen Kristalles
annehmen, bei dem die optische Achse in Richtung der Belastung liegt. Diese
erzwungene Doppelbrechung ist dabei proportional zur Belastung und wird
a l s S p a n n u n g s d o p p e l b r e c h u n g ode r Photoelastizität bezeichnet.
Permanente Spannungsdoppelbrechung kann auch dadurch entstehen, daß
z.B. Kunststoffteile wie ein Geodreieck im Spritzgussverfahren hergestellt
werden. Die dabei entstehenden Materialspannungen werden während der
Abkühlung eingefroren und können in polarisiertem Licht sichtbar gemacht
werden. Bringt man das aus Kunststoff hergestellte Objekt zwischen
g e k r e u z t e P o l a r i s a t i o n s f o l i e n , s o t r e t e n b r i l l a n t e F a r be n a uf.
Unser Polariskop besteht aus einer
Lichtquelle und zwei gekreuzt
angeordneten Polarisatoren.
Ohne Probe beobachtet man Dunkelheit.
Unterwirft man ein Kunststoffstück einer
mechanischen Belastung (z.B. Zug) führt
die Ausrichtung von Molekülen durch
m e c h a n i s c h e K r a f t e i nw i r k u n g z u r
Spannungsdoppelbrechung. So treten
mit dem Polariskop, brillante Streifen auf.
Jeder farbige Streifen entspricht einem gewissen Spannungszustand („Isochromen“).
Die schwarzen Streifen entsprechen entweder einem Spannungszustand oder den
Orten, an denen die Hauptspannungsrichtungen mit den Polarisatorachsen
zusammenfallen („Isoklinen“). Dreht man beide Polarisatoren synchron, kann man die
schwarzen Streifen voneinander unterscheiden, da nur die „Isoklinen“ rotieren.
25/02/2005 JS