Polarisation und optische Aktivität

Präsentation zum Thema: "Polarisation und optische Aktivität"—  Präsentation transkript:

1 Polarisation und optische Aktivität

2 Die Polarisationsebene
Dipol

3 Die Polarisationsebene
Polarisationsebene des E-Feldes Dipol Polarisationsebene des B-Feldes

4 Unpolarisierte Strahlung

5 Polarisator

6 Polarisatoren Kristalle, „Nicolsches Prisma“
Folien mit Vorzugsorientierung

7 Linear polarisierte Strahlung

8 Zirkular polarisierte Strahlung

9 Elliptisch polarisierte Strahlung

10 Polarisation durch Streuung
Das in Richtung abgestrahlte Licht schwingt nur in der Ebene Lichtquelle für natürliches Licht Die suspendierten Teilchen werden zu Schwingungen in der Ebene angeregt

11 Polarisation durch Reflexion am Dielektrikum
Einfallender Strahl Reflektierter Strahl Ins Medium gebrochener Strahl

12 Polarisation durch Reflexion am Dielektrikum
Einfallender Strahl Reflektierter Strahl Ins Medium gebrochener Strahl

13 Polarisation in dem von einem Dielektrikum reflektierten Licht: Der Brewster Winkel
Das Brechungsgesetz Speziell: Winkel 90° zwischen reflektiertem und gebrochenen Strahl Bedingung für den Brewster Winkel

14 Brewster Winkel an Wasser
Bedingung für den Brewster Winkel, im Wasser gilt n=1,33 Brewster Winkel im Wasser zwischen dem einfallenden Strahl und dem Einfallslot Winkel zwischen dem ins Wasser gebrochen Strahl und dem Einfallslot

15 Polarisation durch Reflexion am Wasser
Einfallender Strahl Reflektierter Strahl Ins Medium gebrochener Strahl

16 Anisotrope Medien: Doppelbrechung im Kristall
Kalkspatkristall mit rhomboedrischer Form: Optische Achse (3-zählige Symmetrie) drei senkrecht dazu liegende 2-zählige Achsen (eine ist als waagrechte Linie eingezeichnet)

17 Die optische Achse Achse höchster Symmetrie
Strahlt Licht in dieser Richtung ein, dann ist die Lichtgeschwindigkeit für alle Polarisationsrichtungen konstant

18 Licht in Richtung der optischen Achse
Jede Polarisationsrichtung ist ein ordentlicher Strahl

19 Licht nicht in Richtung der optischen Achse
Strahlt Licht nicht in Richtung der optischen Achse ein, dann hängt die Ausbreitungsgeschwindigkeit von der Polarisationsrichtung ab: „Ordentliches Licht“: Licht mit elektrischem Feldvektor senkrecht zur optischen Achse, Geschwindigkeit co „Außerordentliches Licht“: Licht mit elektrischem Feldvektor in Richtung der optischen Achse, Geschwindigkeit cao

20 Einfall außerhalb der optischen Achse: Doppelbrechung
Ordentlicher Strahl Außerordentlicher Strahl Trotz Einfalls senkrecht zur Oberfläche, aber schräg zur optischen Achse, wird der a.o. Strahl gebrochen. Im Kalkspat gilt cao=1,116c0

21 Speziell: Einfall auf Fläche parallel zur optischen Achse
Ordentlicher Strahl Außerordentlicher Strahl Einfall senkrecht zur Oberfläche, die parallel zur optischen Achse stehe

22 Spezielle Dicke: „Lambda-Viertel“ Plättchen
Ordentlicher Strahl Außerordentlicher Strahl Einfall senkrecht zur Oberfläche, die parallel zur optischen Achse stehe Erzeugt zirkular polarisiertes Licht

23 Dichroismus Ordentlicher Strahl Außerordentlicher Strahl Einfall senkrecht zur Oberfläche, die parallel zur optischen Achse steht, Turmalin absorbiert den a.o.Strahl nach 1 mm

24 Optische Aktivität Voraussetzung: Chirale Baugruppen

25 Optische Aktivität: „Linksdrehende Lösung“
Drehwinkel Polarisator d Stellung des Analysators für maximale Intensität Lichtquelle für natürliches Licht

26 Drehwinkel der Polarisation
1 deg Drehwinkel der Polarisationsebene 1 g/cm3 Konzentration: Masse des gelösten Stoffs in g/ Volumen des Lösungsmittels in cm3 1 dm (!) Weg in der Küvette oder im Material, in Dezimetern (!) Spezifische Drehung

27 Beispiele zum Drehwinkel der Polarisation
120 C6H12O6 Lösung 18 Festkörper: Quarz, für Rotlicht deg d in mm Beachten Sie die in der Praxis eingeführten Einheiten

28 Zusammenfassung Polarisiertes Licht
Linear Zirkular Elliptisch Optisch anisotrope Kristalle: Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts ist abhängig von Polarisation Richtung des Lichtwegs Tritt polarisiertes Licht durch ein Medium mit chiralen Baugruppen, dann dreht sich die Polarisationebene in Richtung des Drehsinns der Baugruppe (optische Aktivität)