Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Welleneigenschaften des LichtesInterferenzPolarisation
DoppelbrechungIndikatrix
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Elektromagnetisches Spektrum
Licht als Welle: elektr. Feldvektor E und magnetischer Feldvektor B schwingen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung
E = E0 sin (·t)
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Elektromagnetisches Spektrum
Licht als Welle: elektr. Feldvektor E und magnetischer Feldvektor B schwingen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung
E = E0 sin (·t)
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Polarisation und Interferenz
E = E0 sin (·t)
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Polarisiertes Licht
linear zirkular elliptisch
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Wechselwirkung von Licht mit Materie
• Brechung -> Doppelbrechung• Absorption -> Farberscheinung• Polarisation• Generell bei Kristallen mit nicht kubischer
Symmetrie -> Optisch anisotrop -> Optische Eigenschaften abhängig von der Ausbreitungsrichtung des Lichtes im Kristall (kristallographische Orientierung)
• Pleochroismus
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Optisch isotrope Medien
Optisch isotrop:
Gläser, Flüssigkeiten, Schmelzen, Gas, kubische Kristalle
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Optisch isotrope Medien
Unter gekreuzten Polarisatoren erscheinen optisch isotrope Medien (z.B. kubische Kristalle) schwarz (dunkel)
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Optisch isotrope Medien
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Phänomen der Doppelbrechung in optisch anisotropen Medien
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Phänomen der Doppelbrechung in optisch anisotropen Medien
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Phänomen der Doppelbrechung in optisch anisotropen Medien
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Die einachsige Indikatrix
Spiegelebene
•Rotationsellipsoid
•Es gibt nur einen Kreisschnitt dessen Lot optische Achse heißt.
•Der allgemeine Schnitt ist eine Ellipse, die Halbachsen der Schnittellipsen entsprechen den wirksamen Brechungsindizes in dieser Schnittlage, ihre Richtung gibt die wirksamen Schwingungsrichtungen an.
RotationsachseRotationsachse
einachsig positiv, ne > no einachsig negativ, ne < no
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Die Indikatrix
Spiegelebenen
2-zählige Achsen2-zählige Achsen
optische Achsenoptische Achsen(Lote auf Kreisschnitte)(Lote auf Kreisschnitte)
Achsenwinkel 2VAchsenwinkel 2V
•Dreiachsiges Ellipsoid mit drei senkrecht zueinander stehenden Hauptachsen.
allgemeiner Schnittallgemeiner Schnitt
KreisschnitteKreisschnitte
•Die Symmetrie ist 2/m 2/m 2/m •Es gibt zwei Kreisschnitte deren Lote optische Achsen heißen.•Der allgemeine Schnitt ist eine Ellipse, die Halbachsen der Schnittellipsen entsprechen den wirksamen Brechungsindizes in dieser Schnittlage, ihre Richtung gibt die wirksamen Schwingungsrichtungen an.
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Beobachtung mit eingeschaltetem Analysator, gekreuzte Polarisatoren
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Beobachtung mit eingeschaltetem Analysator, gekreuzte Polarisatoren
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Interferenzfarben
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Konstruktive Interferenz„Licht + Licht = mehr Licht“
Destruktive Interferenz„Licht + Licht = Dunkelheit“
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Interferenzfarben
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Interferenzfarben
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Interferenzfarben
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Interferenzfarben
1. Ordnung0-550 nm
2. Ordnung550-1100 nm
3. Ordnung1100-1650 nm
4. Ordnung1650-2200 nm
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Interferenzfarbtafel nach Michel-Levy
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Polarisation durch Reflektion (Brewster-Winkel)
90°
Inte
nsitä
t
Brewster-Winkel(56,3° bei n = 1,5)
Gebrochener und reflektierter Strahl sind linear polarisiert, der gebrochene mit seiner
Schwingungsebene parallel zur Einfallsebene, der reflektierte senkrecht dazu.
Detektor
Polarisator
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
no>>ne
nKittschicht ≈ ne
Polarisation durch Totalreflektion in Kristallen (Nicol, 1828): •Nicol-Prisma
Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum (modifiziert von Ralf Dohmen
Polarisation durch Pleochroismus (Seebeck, 1813): •Turmalin-Zange•Polarisationsfolie