Eigenschaften von reflektiertem Licht

Icewind · Anmeldungsdatum: 16.01.2005 Beiträge: 121 Wohnort: Oberbayern

Hallo,

Ich habe hier eine Aufgabe und bin mir bei der Lösung nicht ganz sicher.

Es wird weißes unpolarisiertes Licht senkrecht auf einen dünnen Ölfilm, der auf Wasser schwimmt gesendet.
Das gleiche Licht wird auch senkrecht auf einen chiralen Flüssigkristallfilm gesendet.

Welche Unterschiede erkennt man, wenn man das reflektierte Licht jeweils untersucht?

Meine Antwort bisher:
Beim Ölfilm ist das reflektierte Licht unpolarisert. Beim Kristall ist das reflektierte Licht links- oder rechtshändig polarisiert abhängig von der Händigkeit des Kristalls.

Gibts noch mehr Unterschiede?

mfg
Manuel

Laron · Anmeldungsdatum: 20.02.2012 Beiträge: 230

Hi Manuel,

begründe mal Deine Antworten, vielleicht fällt Dir dann noch was auf.
Außerdem ist bei weißem Licht und dünnen Schichten nicht immer nur
die Polarisation interessant.

Icewind · Anmeldungsdatum: 16.01.2005 Beiträge: 121 Wohnort: Oberbayern

1. Polarisation

Begründung:
Beim Ölfilm gibt es abhängig von der Polarisation senkrecht oder parallel zur Einfallsebene unterschiedlich starke Reflexion. Z.B. wird von Licht, das unter dem Brewsterwinkel eingestrahlt wird, nur der Teil reflektiert, der senkrecht zur Einfallsebene polarisiert ist. Bei senkrechtem Einfall sind die beiden Reflextionskoeffizienten aber gleich. --> reflektiertes LIcht unpolarisiert

Da ein chiral nematischer Flüssigkristall in der helicoidal Struktur vorliegt, wird eine zirkular polarisierte Richtung fast vollständig reflektiert, die andere durch den Flüssigkristall transmittiert. (laut Vorlesung)

2. Punkt wäre, welche Wellenlängen reflektiert werden.

Beim Ölfilm wären das laut Braggschem Reflexionsgesetz

, also alle Brüche von 2d.

Beim Flüssigkristall hatten wir dazu in der Vorlesung: Wenn die Wellenlänge in der gleichen Größenordnung ist wie die der "helical pitch

", also die Ganghöhe, in der die Flüssigkristallmoleküle eine komplette Drehung (wie eine Wendeltreppe) durchführen, dann kommt es zu selektiver Reflexion.
Das Reflexionsband ist abhängig von den Brechungsindizes (Doppelbrechung) hat den Mittelpunkt bei

Gibts noch mehr Unterschiede im reflektierten Licht? Oder sind Polarisation und Wellenlänge alles, was man beim Licht untersuchen kann?

Laron · Anmeldungsdatum: 20.02.2012 Beiträge: 230

Naja, angefangen hätte ich zunächst mit der Gesamtintensität. In weißem
Licht reflektiert ein Ölfilm auf Wasser erstmal mehr, als das Wasser alleine.

Die Aussagen zur Polarisation sind ok.

Bei den Wellenlängen könnte man ergänzen, daß Öl auf Wasser natürlich alle
Wellenlängen reflektiert, aber abhängig von der Schichtdicke einige besonders
gut. Was man tatsächlich mißt sind Sinuskurven, keine Delta-Distributionen.
Das ist aber schon spitzfindig.
Bei der Verteilung der Maxima mußt Du auf die Brechungsindizes achten. Öl liegt
in der Regel zwischen 1,4 und 1,5 und damit über Wasser. Hohe Reflexion hast Du
also bei Schichtdicken von lambda/4 (und natürlich ungeraden Vielfachen).