zum Directory-modus

Polarisationsmechanismen - Polarisation durch Doppelbrechung

Das Nicolprisma

Ein kurzer Zwischencheck ihres Wissenstandes!

Arbeitsauftrag

Nachdem Sie nun über die Eigenschaften des ordentlichen bzw. außerordentlichen Strahls informiert sind, sollen Sie im folgenden Video zuordnen, welcher der beiden Schriftzüge vom ordentlichen bzw. vom außerordentlichen Strahlgang herrührt.

Abb.1

Dreht man den Kristall über dem Text, so erkennt man den ao-Strahl daran, dass er um den o-Strahl rotiert. Der o-Strahl verbleibt dabei an Ort und Stelle, da für ihn ja das Snellius'sche Brechungsgesetz gilt und senkrechter Lichteinfall herrscht.

Lösung zeigenLösung ausblenden

Anwendung der Doppelbrechung - Das Nicol'sche Prisma als Linearpolarisator

Als wichtige Nutzung der Doppelbrechung zur Gewinnung linear polarisierten Lichts ist das so genannte Nicol'sche Prisma zu erwähnen. Es besteht aus zwei speziell geschliffenen Spaltstücken des Kalkspats, welche, wie in der Abbildung dargestellt, an ihren Langflächen mit so genanntem Kanadabalsam (Brechzahl n = 1,54 , ein ebenfalls spezieller Klebstoff) zusammengekittet werden.

Abb.2
Nicol'sches Prisma

Der o-Strahl wird wegen seiner Brechzahl von n o = 1,65 , die immer größer oder gleich der des ao-Strahles ist, stets stärker als jener gebrochen.

Die Geometrie des Nicol'schen Prismas ist dabei gerade so eingerichtet, dass der o-Strahl am Kanadabalsam totalreflektiert (Reflexion am optisch dünneren Medium) und anschließend an der geschwärzten Seitenschicht absorbiert wird. Um diese Totalreflexion zu erreichen, ist es wichtig, dass der verwendete Klebstoff eine Brechzahl aufweist, die kleiner als die des o-Strahls in Kalkspat ist. Liegt die Brechzahl des Klebstoffs zudem nahe an der des ao-Strahles, so kann dieser dagegen nahezu verlustfrei die Grenzfläche passieren.

Für den ao-Strahl ist aufgrund der Geometrie n a o < 1,54 , der Kanadabalsam ist also für ihn optisch dichter als der Kalkspat, weswegen er diesen ohne Totalreflektion durchdringt und das Nicol'sche Prisma auf der gegenüberliegenden Seite mit einem leichten Seitenversatz verlässt.

Das Nicol'sche Prisma war lange Zeit als effektiver Linearpolarisator in Gebrauch, bis es durch die günstiger herzustellenden, heute üblichen Polarisationsfolien abgelöst wurde.

Seite 3 von 3>