Polarisation

polarisa=on
Merkblatt
Polarisation
Menschen nehmen die Polarisa0on des Lichts (fast) nicht war und sind daher von den op0schen Effekten der Polarisa0on überrascht. Für manche Tiere, z. B. Ameisen und einige Vogelarten, ist die Wahrnehmung der Polarisa0on dagegen so „normal“ wie für uns das Sehen von Farben. Die meisten dieser Tierarten nutzen diesen Sinn seit Millionen von Jahren, z.B. zur Orien0erung an der Polarisa0on des blauen Himmels. Die Menschheit fängt dagegen gerade erst an, diese faszinierende EigenschaQ des Lichts sinnvoll zu nutzen.
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Was Sie wissen sollten
Die Polarisa+on einer elektromagne+schen Welle beschreibt die Ebene, in der das elektrische Feld schwingt.
Licht wird als polarisiert bezeichnet, wenn alle Lichtwellen in der gleichen Richtung schwingen. Wenn die Anteile des Lichts ungeordnet in unterschiedlichen Ebenen schwingen, spricht man von „unpolarisiertem Licht“.
Ein Polarisator ist ein Filter, der nur für Lichtwellen durchlässig ist, die in einer bes+mmten Ebene schwingen.
Manche Substanzen drehen oder „verdrehen“ die Polarisa+on des Lichts, das durch sie geleitet wird.
LCD-­‐Bildschirme
Polarisator
Es ist wie Zauberei: Wenn man durch zwei miteinander überkreuzte Polarisatoren schaut, sieht man nur Schwarz. Wenn man aber ein Stück transparenten Kunststoff dazwischen legt, werden die beiden Polarisatoren anscheinend ebenfalls durchsichBg.
transparente Elektroden
Was läu( da ab? Der erste Polarisator ist um 90° gegen den anderen verdreht, so dass er das gesamte Licht absorbiert, das durch den ersten Polarisator dringt. Wenn das Licht jedoch durch Kunststoff fällt, wird die PolarisaDonsebene verdreht und der zweite Polarisator lässt einen Teil des Lichts durch. Da dieser Effekt auch von der Wellenlänge des Lichts abhängt, erzeugt dieses Experiment schöne Farbeffekte.
Flüssigkristall, dreht die Polarisa5on, wenn keine Spannung anliegt
Farbfilter
Das sieht aber nicht nur ne. aus, sondern hat auch einen großen Nutzen: Wenn man steuern kann, wie stark die Polarisa=onsebene verdreht wird, kann man auch steuern, wie viel Licht durch den zweiten Polarisator kommt. Mit normalem Kunststoff ist das ziemlich schwierig. Chemiker haben jedoch ein Material entdeckt, bei dem dieser Effekt elektrisch gesteuert werden kann: Flüssigkristalle. Dabei werden die Flüssigkristalle als dünne Schicht zwischen zwei Glaspla.en aufgetragen. Die Moleküle richten sich entlang winziger Rillen in der Glasoberfläche aus. Wenn die Rillen der beiden Glaspla.en um 90° zueinander verdreht sind, richten sich die Moleküle spiralförmig aus und verdrehen die Polarisa=on des Lichts um 90°. Wenn man jedoch ein elektrisches Feld anlegt, richten sich die Moleküle neu aus, so dass die Polarisa=on des Lichts weniger oder überhaupt nicht gedreht wird. Sobald das Feld ausgeschaltet wird, richten sich die Moleküle wieder in der ursprünglichen Spirale aus. Das elektrische Feld wird durch transparente Elektroden auf den Glaspla.en gesteuert.
Wenn dieser AuUau zwischen zwei überkreuzten Polarisatoren angebracht wird, funk=oniert er wie ein Lichtven=l. Solange das elektrische Feld besteht, dringt kein Licht hindurch. Nach Ausschaltung des Feldes wird die Anordnung transparent. Der AuUau eines Bildschirms ist dann ganz logisch. Auf einer Seite wird eine Lichtquelle aufgebaut, auf der anderen Seite drei winzige Farbfilter für jeden Bildpunkt in den Farben Rot, Grün und Blau. Mit einer Elektrode unter jedem Farbfilter lässt sich jede Farbe gesondert ansteuern und der Bildpunkt erhält jede gewünschte Farbe. Wenn Sie LCD-­‐Bildschirme mit einem starken Vergrößerungsglas untersuchen, können Sie die winzigen Farbfilter sogar erkennen -­‐ versuchen Sie es!
Photonics Explorer | FS 05.1 Polarisa=on
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