Polarisation von Licht und Polarisationsfilter (Physik)

Summary

In diesem Video wird das Konzept der Polarisation von Licht und elektromagnetischen Wellen erklärt. Zunächst wird die Polarisation von Licht anhand der Ausrichtung des elektrischen Feldes und seiner Bewegung in einer bestimmten Richtung erläutert. Es wird auch beschrieben, wie unpolarisiertes Licht in polarisiertes Licht umgewandelt werden kann, beispielsweise durch einen Polarisationsfilter. Der Effekt von zwei Polarisationsfiltern, die in unterschiedlichen Winkeln zueinander angeordnet sind, wird ebenfalls behandelt, und die Intensität des durchgehenden Lichts wird mit einer Formel berechnet. Abschließend wird der Intuitionsprozess zur Erklärung der Intensitätsverringerung bei verschiedenen Ausrichtungen der Filter thematisiert.

Takeaways

• 😀 Polarisation von Licht bedeutet, dass die elektrische Feldkomponente einer elektromagnetischen Welle nur in einer bestimmten Richtung schwingt.
• 😀 Bei unpolarisiertem Licht schwingen die elektrischen Felder in vielen zufälligen Richtungen gleichzeitig.
• 😀 Polarisiertes Licht kann als eine Superposition von vielen linearen, polarisierten elektromagnetischen Wellen in verschiedenen Richtungen beschrieben werden.
• 😀 Ein Polarisationsfilter kann verwendet werden, um nur Licht in einer bestimmten Richtung durchzulassen und so unpolarisiertes Licht in polarisiertes Licht zu verwandeln.
• 😀 Wenn polarisiertes Licht durch einen Polarisationsfilter geht, der nur vertikal polarisiertes Licht durchlässt, wird nur der vertikale Anteil des Lichts durchgelassen.
• 😀 Durch den Einsatz eines zweiten Polarisationsfilters, der um einen bestimmten Winkel (z.B. 45 Grad) geneigt ist, kann das Licht weiter polarisiert werden.
• 😀 Die Intensität des Lichts verringert sich, wenn es durch Polarisationsfilter geht, da nur die Teile des Lichts, die mit der Ausrichtungsrichtung des Filters übereinstimmen, durchgelassen werden.
• 😀 Wenn der zweite Polarisationsfilter um 45 Grad geneigt ist, sinkt die Intensität des Lichts auf das Quadrat des Kosinus des Winkels.
• 😀 Bei einer Neigung des Polarisationsfilters um 90 Grad zur ursprünglichen Polarisationsebene wird kein Licht mehr durchgelassen, da alle Komponenten des Lichts blockiert werden.
• 😀 Dieses Experiment zeigt, dass die Intensität des Lichts durch Polarisationsfilter je nach relativer Ausrichtung der Filter variiert, was durch die mathematische Formel erklärt werden kann.

Q & A

Was versteht man unter Polarisation von Licht?

Polarisation von Licht bedeutet, dass die Schwingungen des elektrischen Feldes eines elektromagnetischen Wellen nur in einer bestimmten Richtung erfolgen, anstatt zufällig in alle Richtungen. Dies führt zu polarisiertem Licht.

Was ist der Unterschied zwischen linear polarisiertem Licht und natürlich polarisiertem Licht?

Lineares polarisiertes Licht hat eine konstante Schwingungsrichtung des elektrischen Feldes, während natürlich polarisiertes Licht, wie Sonnenlicht, aus Wellen besteht, deren elektrisches Feld in vielen zufälligen Richtungen schwingt.

Warum spricht man von linearem polarisiertem Licht?

Man spricht von linearem polarisiertem Licht, weil das elektrische Feld der Welle nur in einer einzigen Richtung schwingt, z.B. nach oben und unten.

Wie wird unpolarisiertes Licht in polarisiertes Licht umgewandelt?

Unpolarisiertes Licht kann durch einen Polarisationsfilter in polarisiertes Licht umgewandelt werden, der nur Licht in einer bestimmten Richtung passieren lässt. Zum Beispiel lässt ein vertikaler Filter nur vertikal polarisiertes Licht durch.

Was passiert, wenn man polarisiertes Licht durch einen Polarisationsfilter schickt?

Wenn polarisiertes Licht durch einen Polarisationsfilter geschickt wird, wird es in eine spezifische Richtung ausgerichtet. Der Filter lässt nur das Licht durch, das in der gleichen Richtung wie seine eigene Ausrichtung schwingt.

Wie verändert sich die Intensität des Lichts, wenn es durch zwei Polarisationsfilter geht?

Die Intensität des Lichts verringert sich, wenn es durch zwei Polarisationsfilter geht. Wenn der zweite Filter um einen bestimmten Winkel, z.B. 45 Grad, zur ersten Polarisation gedreht wird, reduziert sich die Intensität entsprechend der Cosinus-Quadratformel.

Welche Formel wird verwendet, um die Intensität des Lichts nach Durchgang durch zwei Polarisationsfilter zu berechnen?

Die Intensität des Lichts nach dem Durchgang durch zwei Polarisationsfilter wird mit der Formel I2 = I1 × cos²(θ) berechnet, wobei I1 die Intensität des Lichts vor dem Filter ist und θ der Winkel zwischen der Polarisation des Lichts und der Ausrichtung des Filters.

Was passiert, wenn der zweite Polarisationsfilter um 90 Grad gedreht wird?

Wenn der zweite Polarisationsfilter um 90 Grad gedreht wird, wird keine Lichtintensität mehr durchgelassen, da die Polarisation des Lichts in einer anderen Richtung schwingt, als der Filter es zulässt.

Was bedeutet der Ausdruck 'superposition of many linearly polarized electromagnetic waves' im Zusammenhang mit polarisiertem Licht?

Dieser Ausdruck beschreibt, dass polarisiertes Licht eine Mischung vieler linear polarisierten Lichtwellen ist, die in verschiedenen Richtungen schwingen. Es ist also eine Kombination von vielen verschiedenen linearen Polarisationen.

Wie kann man die Polarisation von Licht visuell erklären?

Man kann die Polarisation von Licht visualisieren, indem man sich vorstellt, dass Teile des Lichts in verschiedenen Richtungen schwingen – ein Teil in dieser Richtung, ein anderer in jener – was die zufällige Polarisation des natürlichen Lichts darstellt.