[Physik] Unpolarisiertes und polarisiertes Licht?
Guten Tag,
ich verstehe leider noch nicht so gut, was der Unterschied von unpolarisiertem und polarisiertem Licht ist.
Ich verstehe, dass unpolarisiertes Licht Photonen (Lichtteilchen) aller Schwingungsebenen enthält.
Ich verstehe, dass durch einen Polarisationsfilter Licht bzw. die Photonen von nur einer bestimmten Schwingungsebene hindurchgelassen wird, alle anderen werden abgeblockt.
Aber wie genau wirkt sich ein Polarisationsfilter z.B. auf Licht aus? Das verstehe ich leider noch nicht. Wirkt sich das so auf Licht aus, dass das Licht nur ganz gerade in eine Lichtung strahlt?
5 Antworten
Polfilter filtern erstmal ungefähr eine hälfte des Lichtes aus. D.h. Sie wirken wie eine Sonnenbrille.
Aber zusätzlich verhält sich das polarisierte Licht anders.
Beispiel 1: In LCDs wird im Liquid Christal die Polarisationsebene des Lichts gedreht, wenn Spannung ans LC angelegt wird. Darum kommt das Licht durch den Polfilter des LCs nicht durch. Es wird also dunkel.
Beispiel 2: Reflexionen beispielsweise an Fenstern, Pfützen etc. verändern die Polarisierung des Lichts. Daher helfen Polfilter-Sonnenbrillen, das reflektierte Licht auszublenden. Wie man da den Polfilter am besten stellt, lässt sich berechnen und daher gibt es gute polarisierende Sonnenbrillen.
Man kann es auch im Teilchenbild erklären (Spin des Photons), aber im Bild elekromagnetischer Wellen ist es einfacher verständlich.
Bei unpolarisiertem Licht schwingen der Elektische Feldvektor und der Magnet-Feldvektor im Mittel gleichmässig in alle Richtungen. Nach einem Polarisationsfilter, z.B. einem feinen Metallgitter, schwingt der E-Feldvektor nur noch parallel zum Gitter, der M-Feldvektor senkrecht dazu. Der E-Feldvektor des unpolarisierten Lichts wird quasi auf die Transmissionsachse projeziert.
Bei vorher unpolarisiertem Licht hat das nach einem Polarisationsfilter linear polarisierte Licht im Idealfall nur noch die halbe Intensität (die zur Transmissionsachse senkrechten Komponenten werden sozusagen abgeschnitten). Bei nachfolgenden Polarisationsfiltern gilt das sg. Gesetz von Malus:
Nicht gerade bez. der Richtung. In LCD-Displays z. B. sind auch Polarisationsfilterfolien drin, wenn die auch die Richtung beeinflussen würden, könnte mandas Display wohl nur aus einem engen Winkel sehen.
Das macht es heller bzw. dunkler.
Wenn du mal im Kino warst mit 3D, da hast du oftmals Polarisationsfilter auf der Nase.
Interessant übrigens, dann mal auf ein Handy zu schauen. Die Displays da arbeiten nämlich auch teilweise mit Polarisationstechnik.
*** Unpolarisiertes und polarisiertes Licht?
Wenn ich deine Frage richtig verstanden habe, dann hast du wahrscheinlich das übliche Vorstellungsmodell vor Augen, das nirgendwo beschrieben steht. Jenes sieht aber ganz anders aus, wenn man gelernt hat, die theoretischen Dinge von außen zu betrachten. Von alleine kommen nur sehr wenige darauf. Daher ist allein schon die Fragestellung ein guter Indikator dafür, dass hier jemand fragend denkt.
Es ist nämlich so, dass man zwar von außen her überblicken kann, dass sich alle Photonen in eine x-beliebige Richtung bewegen, doch wenn man dann misst oder beobachtet, dann erfährt man alles, als sei man der Mittelpunkt der ankommenden Photonen, denn Photonen, deren Ausrichtung nicht in deinem Auge endet, gehen dann am Auge oder am Messgerät vorbei und werden somit keine Wirkung zeigen.
Dieser Umstand ist bereits der 1. Filter, denn es gelangen nur Photonen mit der 0°-Phase voran in die Richtung deines Auges oder Messgeräts. Jenes sollte deine Frage beantworten, wie es dazu kommt, dass sich alle Photonen geradeaus auf dich zubewegen, obwohl doch alle Photonen schier chaotisch in alle Richtungen durch den Raum sausen.
Nur wegen dieser vorherigen Geradeausfilterung kann jedes rein mechanische Filter ausschließlich jene Photonen passieren lassen, die z.B. durch einen vertikalen Schlitz in deine Augen gelangen. Auf diese Weise gelangen nur vertikal ausgerichtete Photonen zu dir, die eine sehr geringe horizontale Ausrichtung besitzen, je nachdem, wie breit der Schlitz ist.