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Ausblick

Polarisation durch Streuung

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Polarisiertes Licht wird in unterschiedlich stark in unterschiedliche Richtungen gestreut.
  • Zur Erklärung der Streuung werden die Ladungen des streuenden Atoms als elektrische Dipolantennen betrachtet.
  • Unpolarisiertes Licht ist nach der Streuung in bestimmten Richtungen linear polarisiert.

Polarisiertes Licht wird unterschiedlich stark in verschiedene Raumrichtungen gestreut

Linear polarisiertes Licht wird in je nach Polarisationsrichtung an einem Streuzentrum (ein Atom oder Molekül) unterschiedlich stark in verschiedene Raumrichtungen gestreut. Dies kannst mithilfe der hier gezeigten Versuche demonstrieren.

Zur Erklärung kannst Du dir die Ladungen des Streuzentrums als elektrische Dipolantennen vorstellen. Diese werden durch das einfallende Licht zum Schwingen gebracht und strahlen entsprechend den Gesetzmäßigkeiten einer Dipolantenne ab.

Joachim Herz Stiftung

Trifft beispielsweise vertikal polarisiertes Licht auf ein Atom bzw. Molekül, so regt es die Ladungen hierin zum Schwingen an. Dabei erfolgt die Schwingung in der Polarisationsrichtung (bezogen auf den Vektor des E-Feldes) des einfallenden Lichtes, also vertikal. Ein vertikal in z-Richtung schwingender Dipol strahlt senkrecht zu seiner Schwingungsachse, also in Richtung der x-y-Ebene mit maximaler Intensität ab. In Richtung der Antennenachse, also in z-Richtung, ist die Intensität dagegen 0. In diese Richtung wird kein in z-Richtung polarisiertes Licht gestreut.

Wird anstelle von in z-Richtung polarisiertem Licht genutzt, welches horizontal, also in y-Richtung polarisiert ist, so ändert sich die Schwingungsrichtung des Dipols entsprechend. Daher wird hier in Richtung der x-z-Ebene maximal abgestrahlt, während in y-Richtung keine Abstrahlung stattfindet.

Polarisation durch Streuung

Nun anstelle von linear polarisiertem Licht unpolarisiertes Licht auf das Streuzentrum gestrahlt. Jede beliebige Polarisationsrichtung kann dabei in einen in y- und einen in z-Richtung schwingenden Anteil zerlegt werden, der das Streuzentrum zu entsprechenden Schwingungen anregt.

Joachim Herz Stiftung

Dabei strahlt der in y-Richtung schwingende Anteil nicht in y-Richtung ab und der in z-Richtung schwingende Anteil nicht in z-Richtung. Daher ist das Licht, das in Richtung der y-Achse gestreut wird, vollständig linear in z-Richtung polarisiert. Das Licht, das in Richtung der z-Achse abgestrahlt wird, ist hingegen vollständig in y-Richtung polarisiert. In bestimmte Raumrichtungen wird also vollständig linear polarisiertes Licht gestreut.