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Spiegel und Polarisation
 
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omnom
Gast





Beitrag omnom Verfasst am: 16. Nov 2010 15:20    Titel: Spiegel und Polarisation Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Polarisiert ein gewöhnlicher Haushaltsspiegel Licht?

Meine Ideen:
Ich denke, der Spiegel polarisiert das Licht zu einem geringen Teil, der eigentlich nicht nennenswert ist.
Falls jemand genauere oder andere Infos hat, wäre ich für diese dankbar.
FloTor



Anmeldungsdatum: 11.12.2005
Beiträge: 128

Beitrag FloTor Verfasst am: 16. Nov 2010 16:25    Titel: Antworten mit Zitat

Also ich weiß, dass Silberspiegel (zu denen auch ein Haushaltsspiegel gehört), zu einer schwachen, winkelabhängigen elliptischen Polarisation führen können. Das heißt aber nicht, dass unpolarisiertes Licht hinterher polarisiert wird.
Wäre allerdings wirklich interessant, wie die Brechung/Reflexion bei Metallen beschrieben wird. Die Fresnellgleichungen gelten hier ja nicht (hier geht man von Randbedingungen aus, welche keinen Stromfluss fordern). Oder gibt es hier noch allgemeinere Gleichungen?
Man könnte noch überlegen, welche Effekte durch das Glas welches ja auf der Rückseite mit Silber bedampft ist, mit eine Rolle spielen. Hier gibt es zb den Brewsterwinkel, unter dem nur Licht einer Polarisationsrichtung reflektiert. Allerdings ist der Reflexionskoeffizient von Glas natürlich eher klein (auch beim Brewsterwinkel?) und das reflektierte Licht wird mit dem vom Silber reflektierten interferiert.
omnom
Gast





Beitrag omnom Verfasst am: 16. Nov 2010 18:04    Titel: Antworten mit Zitat

was passiert mit polarisiertem Licht, das auf einen Spiegel trifft? Wird die Polarisation bei der Reflexion umgedreht?
FloTor



Anmeldungsdatum: 11.12.2005
Beiträge: 128

Beitrag FloTor Verfasst am: 16. Nov 2010 20:43    Titel: Antworten mit Zitat

Was meinst du mit umgedreht? Es kann zu nem Phasensprung um Pi kommen, in dem Fall wird der Feldvektor um 180° gedreht (ist natürlich dann immer noch die selbe Polarisation).
Wenn ich mich recht erinnere, beträgt der Phasensprung an der Grenzfläche zweier Dielektrika immer 0 oder 180°. Allerdings sind die Reflektionskoeffizienten der beiden Polarisationen unterschiedlich, demzufolge kann die Nettopolarisation durchaus gedreht werden.
Bei Metall bin ich mir wie gesagt nicht sicher, aber ich glaube da sind beliebige Phasenverschiebung möglich (?) und damit auch eine Umwandlung von linearer in elliptische Polarisation.
mayap



Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301

Beitrag mayap Verfasst am: 22. Nov 2010 20:21    Titel: Antworten mit Zitat

Also allgemein spiegelt ein Spiegel bei bestimmten Winkeln p- oder s-polarisiertes Licht anders stark.
z.B. werden bei 80° auf Aluminium s-polarisiertes Licht zu 98,492 %,
p-polarisiertes zu 73,460 % reflektiert.
Der Rest wird absorbiert. Durch geschickte Spiegelanordnung kann man durch vielfachreflektion (um die gleiche Einfallsebene!!), was durchaus problematisch sein kann, durchaus Licht polarisieren. Dabei ist allerdings zu beachten, dass selbst nach 5 facher Spiegelung unter oben genannten Bedingungen 93% des s-polarisierten lichts und 21% des p-polarisierten Lichts übrig sind.

Kurz gesagt, ein Spiegel reflektiert je nach Winkel und material s- und p-polarisiertes Licht unterschiedlich stark.

Für weitere Informationen hilft dir evtl. der Begriff Fresnell - Gleichungen etwas.
FloTor



Anmeldungsdatum: 11.12.2005
Beiträge: 128

Beitrag FloTor Verfasst am: 22. Nov 2010 21:43    Titel: Antworten mit Zitat

Ich dachte Fresnell-Gleichungen gelten nicht für Metalle?
mayap



Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301

Beitrag mayap Verfasst am: 22. Nov 2010 21:53    Titel: Antworten mit Zitat

streng genommen hast du da recht, die Fresnellschen Gleichungen wurden ursprünglinch für Transparente Medien erstellt, allerdings lassen sich die meisten Metalle, wenn man weit genug von irgendwelchen Anregungen ist, optisch fast wie dielektrika beschreiben. Dort gibt es dann nicht sowas wie Brewsterwinkel sonder "Ausgezeichnete" Winkel smile - oft aber fast das gleiche smile
FloTor



Anmeldungsdatum: 11.12.2005
Beiträge: 128

Beitrag FloTor Verfasst am: 22. Nov 2010 23:10    Titel: Antworten mit Zitat

Aso krass. Wie leitet man die dann her? Ich meine die kommen doch aus den Randbedingungen welche aus den Maxwellgleichungen ohne Ströme und freie Ladungsträger folgen.
mayap



Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301

Beitrag mayap Verfasst am: 22. Nov 2010 23:18    Titel: Antworten mit Zitat

Nun, solange du weg von Resonanzen bist, kannst du das genauso tun, wenn du komplexe Brechungsindices verwendest. Solange du das metall nicht kollektiv anregst (das meinte ich mit Resonanzen) hast du ja noch immer keine Ströme und Ladungsträger. Wenn du nen Strom anlegst, wird das ganze natürlich komplizierter smile

An Sich is das auf Wikipedia nicht eingeschränkt durch die Wahl der Materie.
FloTor



Anmeldungsdatum: 11.12.2005
Beiträge: 128

Beitrag FloTor Verfasst am: 23. Nov 2010 00:33    Titel: Antworten mit Zitat

Das heißt du musst über der Plasmafrequenz sein? Weil sonst hat die em-Welle doch gerade Ströme im Metall zur Folge oder nicht? Aber gerade aufgrund dieser Ströme ist Metall doch spiegelnd, oder?
mayap



Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301

Beitrag mayap Verfasst am: 23. Nov 2010 02:00    Titel: Antworten mit Zitat

Mal vorweg ein paar (hoffentlich) klärende Worte, da hier scheinbar unterscheidliche Modelle durcheinander gebracht werden.

1. Im Modell, aus dem die Fresnellgleichungen stammen exisiteren keine Ströme, es wird allgemein davon ausgegangen, dass es sowas wie eine Plasmafrequenz nicht gibt. Mehr oder minder makrosopisches, statisches Modell.

2. Im Modell des freien Elektronengases wird die Möglichkeit von Elektronenbewegungen mitberücksichtigt, kommt dafür nur auf qualitative Antworten oder Spezialfälle (die anderen sind dann eben wesentlich komplizierter. Wenn ich mich recht erinnere, hat unser prof in theoretischer Elektrodynamik vor ein paar Jahren die Fresnellgleichungen in Fernfeldnäherung hergeleitet bekommen - war verdammt häßlich - nur der prof hat sich gefreut, dass nach all dem Wust das gleiche rauskam).

Zu den Fragen: ja, du musst unter der Plasmafrequenz sein. Da die Plasmafrequenzen für Metalle alle irgendwo im UV liegen, passt das ja genau.
Und nein, im einfachen dipolmodell gibt es keine solchen Ströme, sie werden kurz gesagt "weggemittelt".

Streng genommen gibt es im Modell des freien Elektronengases auch keinen Brechungsindex, der wird erst künstlich eingeführt.

Unterschiedliche Modelle - unterschiedliche Erklärungen eben. Das eine mit dem anderen erklären funktioniert schlecht smile

Die Antwort ist also genauer gesagt folgende: Die Fresnellgleichungen gelten im allgemeinen auch bei Metallen. Es gibt keine Bedingungen, die das auf dielektrika einschränkt.

PS: Reflektionskoeffizienten auf Chrom und Silizium habe ich erst vor nen paar Wochen bestimmt Augenzwinkern Das stimmt bei unterschiedlicher polarisation sehr gut mit den Vorhersagen der Fresnellgleichungen überein smile
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