Christian Linkenheld
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Nachfolgend soll untersucht werden, welche Auswirkungen ein doppelbrechendes Objekt auf linear polarisiertes Licht hat.

 

Auswirkungen eines doppelbrechenden Objekts auf polarisiertes Licht
   

 

Trifft linear polarisiertes Licht so auf ein doppelbrechendes Objekt, dass seine Schwingungsrichtung mit einer der beiden möglichen Durchlassrichtungen übereinstimmt, so passiert es dieses Objekt unter Beibehaltung der eigenen Schwingungsrichtung.

Wenn keine der beiden im doppelbrechenden Medium möglichen Durchlassrichtungen mit der Schwingungsrichtung des linear polarisierten Lichts übereinstimmt, so finden sich nach dem Objekt zwei senkrecht zu einander schwingende Wellenzüge mit einem vom Ausmaß der Doppelbrechung abhängigen Gangunterschied. Beträgt der Winkel zwischen der ursprünglichen Schwingungsrichtung des polarisierten Lichts und den beiden Durchlassrichtungen 45°, so besitzen die beiden resultierenden Wellenzüge die gleiche Amplitude.

 

Ein doppelbrechendes Objekt zwischen zwei in Kreuzstellung befindlichen Polarisationsfiltern - das Grundprinzip des Polarisationsmikroskops

Schickt man Licht durch ein Polarisationsfilter und nachfolgend durch ein weiteres, in Kreuzstellung befindliches Polarisationsfilter (Analysator), so wird das durch den ersten Filter erzeugte linear polarisierte Licht vom Analysator völlig absorbiert.

 

Wir werden nun untersuchen, was geschieht, wenn man in die beschriebene Anordnung aus Polarisator und Analysator ein doppelbrechendes Objekt zwischen beiden Filtern einfügt. Das beobachtbare Resultat hängt dann von der Orientierung der vom doppelbrechenden Objekt zugelassenen Schwingungsrichtungen zu den Durchlassrichtungen von Polarisator und Analysator ab.

 

Ein doppelbrechendes Objekt zwischen in Kreuzstellung befindlichen Polarisator & Analysator
   

 

Normalstellung:
Eine der beiden Durchlassrichtungen des doppelbrechenden Körpers entspricht der Durchlassrichtung des Polarisators. Das Licht passiert dann mit unveränderter Schwingungsrichtung dieses anisotrope Objekt und wird durch den in Kreuzstellung befindlichen Analysator völlig ausgelöscht.

Diagonalstellung:
Die beiden Durchlassrichtungen des doppelbrechenden Körpers bilden zu den Durchlassrichtungen von Polarisator und Analysator einen Winkel von 45°. Die Lichtenergie wird zunächst auf die beiden Schwingungsrichtungen gleichmäßig aufgeteilt und dann durch den Analysator zu einer neuen Lichtwelle vereinigt, die in einem Winkel von 90° zur Schwingungsrichtung nach dem Polarisator orientiert ist. Die Amplitude dieser Lichtwelle nimmt hierbei den Wert der ursprünglichen linear polarisierten Welle an.

 

Das doppelbrechende Objekt zwischen Polarisator & Analysator um 360° drehen
   

 

Dreht man ein doppelbrechendes Objekt zwischen Polarisator und Analysator um 360°, so werden je vier Diagonal- und Normalstellungen durchlaufen. Blickt man bei dieser Anordnung von hinten durch den Analysator, so ist das Objekt in den Diagonalstellungen jeweils hell vor einem dunklen Hintergrund sichtbar. In den Normalstellungen tritt dann wiederum völlige Dunkelheit auf und das Objekt bleibt unsichtbar. Mit dieser einfachen Methode läßt sich bereits überprüfen, ob ein Objekt anisotrop ist und wie dessen beide Durchlassrichtungen orientiert sind.

Bislang hatten wir noch keinen direkten Bezug zwischen den aufgeführten polarisationsoptischen Grundlagen und der Mikroskopie hergestellt. Man kann jedoch die beschriebene Anordnung aus Polarisator und Analysator relativ einfach am Mikroskop verwirklichen und ein mikroskopisches Präparat auf Doppelbrechung untersuchen.

 

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06/03/2016