Polarisation

Versuche

Polarisation durch Streuung

Mit dem folgenden einfachen, aber eindrucksvollen Versuch kannst Du zeigen, dass auch durch Streuung polarisiertes Licht entstehen kann. Der Versuchsaufbau besteht nur aus einer Glühlampe samt Netzgerät und einem kleinen, durchsichtigen Plastikgefäß, das mit Wasser und einem Tropfen Milch gefüllt ist. Zusätzlich benötigst Du noch einen linearen Polfilter.

Versuchsdurchführung

Nach dem Einschalten der Glühlampe ist beim Blick von der Seite der Strahlengang des Lichtes im Milch leicht gefärbten Wasser gut zu sehen. Nun wird wie in Abb. 2 ein linearer Polarisationsfilter, dessen Polarisationsachse (Transmissionsachse) vertikal ausgerichtet ist, seitlich an das Plastikgefäß gehalten. Der Strahlengang ist weiterhin gut zu sehen.

Abb. 2: Blick durch einen linearen Polfilter mit vertikal ausgerichteter Achse.

Nun wird der Polarisationsfilter im \(90^{\circ}\) gedreht, sodass die Polarisationsachse (Transmissionsachse) horizontal ausgerichtet ist. Wie in Abb. 3 ist der Lichtstrahl nun nicht mehr zu sehen.

Abb. 3: Blick durch einen Polfilter mit horizontal ausgerichteter Achse

Versuchsauswertung

Aufgabe

Erkläre mithilfe der Versuchsbeobachtung, warum das in seitliche Richtung gestreute Licht linear polarisiert sein muss. Gib dabei auch an, in welcher Richtung das seitlich gestreute Licht nach der Streuung polarisiert ist.

Alternative Durchführung

Alternativ zu der Beobachtung durch den Polfilter hindurch kann der Polfilter auch vor der Lichtquelle positioniert werden. Dann wird das Wasserbecken mit linear polarisiertem Licht beleuchtet. Es zeigt sich folgendes Bild bei der Beobachtung von der Seite.

Abb. 4: Alternative Versuchsdurchführung mit Polfilter zwischen Lampe und Wasserbecken.

Beleuchtet man hingegen wie in der rechten Bildhälfte den Wasserbehälter mit vertikal polarisiertem Licht, so kann bei den Lichtstrahl von der Seite aus gut erkennen. Das vertikal polarisierte Licht wird in Richtung des Beobachters gestreut. Beleuchtet man hingegen wie in der rechten Bildhälte mir horizontal polarisiertem Licht, so kann man von der Seite aus den Lichtstrahl nicht erkennen. Es wird kein horizontal polarisiertes Licht in Richtung des Betrachters gestreut.

Hinweis: Schaut man bei diesem Versuch von oben anstatt von der Seite in den Wasserbehälter, so stellt man gerade ein umgedrehtes Verhalten fest! Bei Beleuchtung mit vertikal polarisiertem Licht ist der Lichtstrahl von oben nicht sichtbar, während er bei Beleuchtung mit vertikal polarisiertem Licht von oben gut zu sehen ist.