Wollaston-Prisma

plokki · Gast

Meine Frage:
Hallo,

ich schau mir gerade für eine Vorlesung verschiedene Prismen an.
Wir haben gerade mit Optik begonnen und es wurde das Wollaston-Prisma erwähnt.
Leider wurde nicht viel dazu gesagt, und ich habs noch nicht ganz verstanden, wieso der Strahlenverlauf eben so ist wie er ist.

Meine Ideen:
Ich habe mir im "Spektrum der Wissenschaft"-Physik-Lexikon das nochmal angeschaut. Dort steht:

"Das Wollaston-Prisma besteht aus zwei rechtwinkligen Calcitprismen, die an ihren Basisflächen miteinander verkittet sind (siehe Abb.). Die optischen Achsen der beiden Prismen liegen senkrecht zueinander. Das normal zur Einfallsfläche auftreffende Licht wird im ersten Prisma in einen ordentlichen (o) und einen außerordentlichen (e) Strahl gebrochen, die sich aber noch in gleicher Richtung ausbreiten. Beim Eintritt in das zweite Prisma wird der o-Strahl zum e-Strahl und vom Einfallslot weggebrochen. Für den ursprünglichen e-Strahl gilt das umgekehrte, so daß beide Teilstrahlen beim Austritt aus dem Prisma stark unterschiedliche Richtungen aufweisen."
http://www.spektrum.de/lexikon/physik/wollaston-prisma/15689

(Vielleicht wäre das Ganze mit einer 3D-Zeichnung verständlicher für mich.?)
Also im ersten Teil des Prismas: Ist der Stahl da noch "ein Strahl" oder schon aufgetrennt und die zwei Teile überdecken sich eben genau?
D.h.: Wie ist das gemeint, dass der Strahl aufgebrochen wird, aber die zwei Strahlen, die sich ergeben habe in gleicher Richtung laufen?

Bei der "Grenzschicht": Da vertauschen o- und e-Strahl sich dann, einfach weil die optische Achse im zweiten Teil des Prismas genau senkrecht auf der o.A. des ersten Teils steht.

Brechung vom Lot bedeutet dass sin(Winkel_einfallend) < sin(Winkel_ausfallend).
Aber warum ist das hier der Fall? Das verstehe ich noch überhaupt nicht.

Ich wäre sehr froh drum, wenn mir das jemand erklären könnte. :)

Vielen Dank!

Chillosaurus · Anmeldungsdatum: 07.08.2010 Beiträge: 2440

Hier in 3D:
http://images.google.de/imgres?imgurl=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/phyopt/imgpho/woll.gif&imgrefurl=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/phyopt/cdopt.html&h=233&w=437&tbnid=Pkoc3JnJvnEELM:&vet=1&tbnh=90&tbnw=169&docid=YzpPTUlHe08ffM&usg=___YRGoWbzpHy858R_kJWPH7MwDKg=&sa=X&ved=0ahUKEwiKw_3AicfQAhWKvBoKHZE1AQMQ9QEIPTAF

Im ersten Teil des Prismas ist der ordinäre und der extraordinäre Strahl noch in der gleichen Richtung unterwegs. Die zugehörigen Brechungsindizes seinen nO und nE für den ordinären und extraoridnären Strahl respektive.
Im zweiten Teil des Prismas steht die optische Achse senkrecht zum ersten Teil, d.h. was im ersten Teil der ordinäre Strahl ist, ist im zweiten Teil der extraordinäre und vice versa. Damit gilt das Brechungsgesetzt
nO*sin(A) = nE * sin(B)
für den ursprünglich ordinären Strahl und
nE*sin(A) = nO * sin(C)
für den ursprünlich extraordinären Strahl.

Jetzt kannst du typische Werte, wie z.B.:
nO = 1.66, nE = 1.49...
einsätzen und siehst direkt, dass B>C.
Du siehst auch, dass C<A sein muss.
Für den ursprünglich extraordinären Strahl gibt es nach der Grenzfläche ein optisch dichteres Medium, sodass der Strahl zum Lot hin gebrochen wird.