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Abb. 4.48
Licht als Elektromagnetische Welle. Polarisation als Form der räumlichen Ausbreitung
des elektrischen Feldvektors und der Projektion in die
x
-
y
-Ebene einer linear polarisierten Welle
(
oben
) und einer zirkular polarisierten Welle (
unten
)
z
-Achse (vergl. Abb.
4.48
), so heißt die Welle linear polarisiert. Die Welle lässt sich bezüg-
lich des elektrischen Feldvektors in folgender Form darstellen:
=
E (t
,
z
)
E
0
·
cos
(ω
·
t
−
k
·
z
)
(4.173)
worin ω die Kreisfrequenz,
t
die Zeit und
k
= 2π/λ die Wellenzahl ist. Eine Projektion der
Welle in die
x
-
y
-Ebene liefert eine Linie, wie die Abb.
4.48
illustriert.
Breitet sich eine Welle entlang der
z
-Achse mit
k
=
k
·
e
z
aus und sind die Beiträge des
Wellenvektors
E
0
y
gleich groß aber um π/2 phasenverschoben, so spricht man
von einer zirkular polarisierten Welle. Der elektrische Feldvektor beschreibt eine Spirale
und es gilt:
E
0
x
und
k
z
−
π
2
E
x
(
t
,
z
)
=
E
y
(
t
,
z
)
=
E
0
x
·
cos (
ωt
−
k
z
)
und
E
0
y
·
cos
ωt
−
.
(4.174)
Beide Formen der Polarisation skizziert die Abb.
4.48
.
Es existiert eine Vielzahl von Polarisationsarten.
• Polarisation durch Absorption (Dichroismus)
Wenn das elektrische Feld einer Mikrowelle entlang eines Drahtes zeigt, kann dieses
Feld im Draht Ladungen bewegen und so Energie abgeben. Die Intensität der Welle
und damit die Absorption hängen von der Polarisation ab. Ebenso gibt es Moleküle
mit Doppelbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen von Kunststoffen, bei denen
π-Elektronen beweglich sind, die wie Drähte wirken. Werden diese Moleküle orientiert
zu einer Folie gemacht, so erhält man eine polarisierende Folie. Bei einer Anordnung
von Analysator und Polarisator, wie in der Abb.
4.49
dargestellt, polarisiert der Polarisa-
tor das Licht. Der Analysator lässt nur die Projektion des elektrischen Feldes auf seiner
Durchlassachse durch.
Für die Amplitude des elektrischen Feldes gilt:
E
1
=
E
0
·
cos
θ
,
(4.175)
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