Brewsterwinkel: Nutzen?

pascal1 · Anmeldungsdatum: 19.01.2008 Beiträge: 16

HI
Nachdem wir elektromagnetische Wellen im Unterricht behandelt haben, habe ich die Aufgabe bekommen den Brewster Winkel vorzustellen.
So richtig klar ist mir das Ganze noch nicht, denn ich sehe den Nutzen von diesem Winkel nicht.

Bisher habe ich einen Versuch durchgefürht:
Versuch hier nachzulesen
Ich habe zwei Glasscheiben im 90° Winkel aufgestellt, und beleuchte scheibe 1 mit einer Lampe im Winkel von 57° (Das soll der Brewsterwinkel für Luft und Glas sein)
Direkt hinter der Lampe, habe ich einen Polarisationsfilter aufgestellt, dessen Regler auf 12Uhr ist.

Ich erkenne, dass die Lichtintensität an der 2. Scheibe sehr gering ist. Drehe ich den Polarisationsfilter jedoch um 90°, so wird es an der 2.Scheibe wieder heller.
Anscheinend wurde unter diesen Bedingungen das Licht polarisiert.

Frage ist nun Warum?
Und was bringt dieser Brewster Winkel einem Physiker, gibt es bestimmte Anwendungsbereiche, bei dem man den diesen Effekt erreichen oder vermeiden will?

gruß pascal1

JaJo · Anmeldungsdatum: 01.05.2008 Beiträge: 22

Hallo

Zum Nutzen von linear polarisierten Licht kann ich sagen, das ich das selber schon gebraucht habe um zirkular polarisiertes Licht erzeugen zu können. Augenzwinkern

Man sollte villeicht nicht immer sofort nach dem Nutzen von etwas fragen, sondern erstmal versuchen dieses etwas zu verstehen, denn dann kann man sich am besten Gedanken machen wie man daraus nutzen gewinnen kann.

Viele Insekten z.B. nutzen die Polarisation des Lichts zur Orientierung. Kein Wunder also das man das als Mensch auch verstehen möchte. Augenzwinkern

Zum Brewsterwinkel:
Das eintreffende, unpolarisierte Licht kann man durch einen Anteil der senkrecht zur Einfallsebene polarisiert ist und einen Anteil der "parallel" in der Einfallsebene polarisiert ist darstellen.
Wenn nun dieses Licht auf die Reflektionsfläche trifft bringt es in dem Material befindliche "Dipole" zum schwingen.
Dazu am besten mal eine Zeichnung:

http://i28.tinypic.com/2dv94t1.jpg

Die roten Striche und Punkte sind die Schwingungsrichtungen der Polarisation. Strich bedeutet in Einfallsebene schwingend, Punkt senkrecht zu dieser Ebene.

Weisst du was ein Dipol ist? Wie sieht das mit der Abstrahlrichtung aus?
Wenn du die Fragen beantworten kannst, kannst du vielleicht schon verstehen warum gerade bei 90° der Brewsterwinkel auftritt.

pascal1 · Anmeldungsdatum: 19.01.2008 Beiträge: 16

Hi JaJo

vielen dank für die antwort und die Erklärung.
Ich habe mir nun sehr vieles im Netz und auch im Buch zu dem Thema angeguckt, doch so richtig KLICK gemacht hat es leider bei mir noch nicht.

Also was ich soweit verstanden habe ist, wie du schon sagtest, dass man das unpolarisierte Licht in zwei Anteile teilen kann. Zu 50% ist das Licht senkrecht zur Einfallsebene und die anderen 50% sind parallel zur Einfallsebene polarisiert.
Ok, doch nun kann ich mir das bildlich mit den strichen und punkten nicht so richtig vorstellen, inwiefern diese Vektoren (hoffe das wort stimmt in dem zusammenhang) bzw. Anteile senkrecht oder parallel zur Einfallsebene stehen, denn ich sehe in dem Fall nichts, was parallel oder senkrecht ist. (siehe bild)

Aufjedenfall wird der senkrechte Anteil im 90° winkel zum gebrochenen Licht,(also das parallel zur Einfallsebene polarisiert ist) reflektiert.
Soweit Richtig?

So nun zur Dipol-Frage:
Dipole haben zwei Enden die unterschiedlich geladen sind. Einmal + und einmal -.
Habe bisher gelesen, dass ein Dipol "nicht" in die Richtung abstrahlen kann, in die er schwingt, indem Fall wäre es ja das reflektierte Licht.

Die Oberfläche des Glases wird also durch das Licht angeregt, aber wie und welche Richtung wird es denn angeregt.

Habe so das Gefühl, dass es gleich Klick macht bei mir. Big Laugh

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Zum Nutzen: Habe gesehen, dass man den Brewster Winkel nutz, um Autofahrer zu blitzen. Reflexionen an der Frontscheibe verschwinden mithilfe eines Polarisationsfilters. Der polarisierte Anteil an Licht der durch die Reflexion entsteht wird weggefiltert.

gruß pascal1

pascal1 · Anmeldungsdatum: 19.01.2008 Beiträge: 16

Bezüglich der Dipole:

Auf wikipedia wird folgendes gesagt:
Der eintreffende Lichtstrahl regt die Elektronen des Materials zum Schwingen an . Es entsteht dadurch eine Ansammlung von atomaren Dipolen, die in Polarisationsrichtung schwingen und dadurch Sekundärwellen ausstrahlen. Nach dem optischen Reflexionsgesetz (Einfallswinkel e gleich Reflexionswinkel a) wird der Strahl unter dem Reflexionswinkel reflektiert.

So nun wird gesagt, dass man das ganze mit einem Trampolin vergleichen soll:

Für Laien verständlich erklärt, verhält sich die Oberfläche wie ein Trampolin, das eine gewisse kleine Energiemenge aufnimmt und dadurch die Voraussetzung schafft, dass jede weitere eintreffende Energie zurückgeworfen wird. Diese Art der Energieaufnahme findet dabei nur senkrecht zur Oberfläche des Materials statt.

wenn ich mir dein bild angucke JaJo,, dann werden aber die senkrechten Anteile zur Einfallsebene und nicht zur Oberfläche reflektiert.
Da ist doch ein widerspruch oder nicth?

gruß pascal1

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich bin einverstanden, dass die Richtungen in dem "anschaulichen" Trampolin-Bild nicht zu den Richtungen passen, um die es tatsächlich beim Brewsterwinkel geht. Mit dem folgenden Absatz aus

http://de.wikipedia.org/wiki/Brewsterwinkel