Versuch
Info
Eine elektromagnetische Welle, welche nicht senkrecht auf eine Grenzfläche zwischen zwei Medien auftrifft, wird teilweise reflektiert und teilweise in das zweite Medium hinein gebrochen. Der reflektierte bzw. der gebrochene Anteil ist dabei zumindest teilweise polarisiert. Dies lässt sich mithilfe eines Polarisationsfilters beobachten. Wenn man bei konstantem Einfallswinkel den Filter um die Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichtes rotiert, so lässt sich ein Helligkeitsminimum feststellen, wenn die Transmissionsachse des Filters in der Einfallsebene der Welle liegt. Die Tiefe dieses Helligkeitsminimums ist abhängig vom gewählten Einfallswinkel. Bei einem bestimmten Einfallswinkel ist die Helligkeit im Minimum null, es wird dann also ausschließlich nur noch senkrecht zur Einfallsebene polarisiertes Licht reflektiert.
Vorbereitungsdauer: 1.0 TageDurchführungsdauer: 3 Minuten
Beschreibung
Der Einfallswinkel, bei dem ausschließlich senkrecht zur Einfallsebene polarisiertes Licht reflektiert wird, ist der Brewster-Winkel. Sein Wert ist abhängig von den Brechungsindizes der Medien, zwischen denen der Übergang stattfindet. Er ist also abhängig vom Material der Medien und von der Frequenz der elektromagnetischen Welle.
Für den Übergang von Luft zu Acrylglas ist der Brewster-Winkel 56°, für den Übergang von Acrylglas zu Luft ist er 34°.
Der Brewster-Winkel lässt sich auch mit unpolarisiertem Licht leicht finden, weil der Winkel zwischen reflektiertem und transmittiertem Strahl dann 90° beträgt. Das reflektierte Licht ist dann vollständig s- oder sigma-polarisiert. Das transmittierte Licht ist vorwiegend p-polarisiert. Lässt der Polarisationsfilter nur p-polarisiertes Licht durch (was dann der Fall ist, wenn der Drehhebel senkrecht zur Tafel- bzw. Einfalls-/Reflexionsebene steht), dann wird beim Einfallswinkel=Brewster-Winkel gar kein Licht reflektiert.
Dieser Versuch lässt sich nicht mit Lasern durchführen, weil ihr Licht schon teilweise polarisiert ist.