zum Directory-modus

Polarisation in Natur und Technik

Polarisation in der Natur

Polarisation, eine wichtige Eigenschaft des Lichtes

Wir Menschen glauben viele Dinge erst, nachdem wir sie mit "eigenen Augen gesehen" haben. Dass diese Aussage äußerst problematisch ist, wenn es um die Erschließung und das Verständnis der uns umgebenden Wirklichkeit geht, und genau darum geht es in der Physik, sehen wir am Beispiel der Polarisation.

Es gibt zahllose weitere Dinge, die unseren Sinnen verwehrt sind. Diese aber deswegen nicht als real zu akzeptieren, wäre eine maßlose Selbstüberschätzung. Dies ist eine ähnliche Schwierigkeit wie diejenige, die auch schon beim Zylinderparadoxon angesprochen wurde: Selbst wenn wir Wirklichkeitsausschnitte "sehen" bzw. modellhaft beschreiben, können wir uns nie darauf verlassen, bereits deren Gesamtheit erfasst zu haben. Unsere Sinne sind genauso wenig wie unsere derzeit gültigen wissenschaftlichen Modelle "das Maß aller Dinge".

Warum aber können wir mit unseren Augen die Polarisationszustände des Lichts eigentlich nicht voneinander unterscheiden?Das liegt daran, dass die Lichtrezeptoren unserer Augen beweglich sind und sich nach der einfallenden Polarisationsrichtung des Lichtes ausrichten. So sehen wir alle polarisierten und unpolarisierten Zustände gleich hell und können diese deswegen nicht mehr voneinander unterscheiden.

Insekten und polarisiertes Licht - von Bienen und Schmetterlingen

Was unseren Augen verborgen bleibt, ist jedoch für viele Insektenarten sichtbar. Die meisten Facettenaugen von Insekten haben festsitzende, unbewegliche Lichtrezeptoren. Diese werden im Extremfall einer senkrecht zu deren Lagerichtung polarisierten auftreffenden Lichtwelle gar nicht erregt.

So nutzen Bienen das polarisierte Licht des Himmels zur Orientierung. So können Bienen selbst bei bewölktem Himmel den Sonnenstand ermitteln und diesen zu ihrer Orientierung in der Landschaft nutzen. Ähnlich wie mit dem polarisierten Licht verhält es sich mit dem Sehspektrum der Bienen. Sie können die zahllosen UV-Muster auf verschiedenen Blüten wahrnehmen, die uns Menschen verborgen bleiben, da unser Sehbereich bei violettem Licht (Frequenz ν 7.9 10 14 Hz ) endet.

Wie man seit Mitte 2003 weiß (Alison Sweeney), reflektieren die Flügel der tropischen Schmetterlingsart Heliconius cydno polarisiertes Licht in bestimmten Mustern. Diese dienen z.B. zur Anlockung des anderen Geschlechts bei der Paarung. Man geht davon aus, dass dieser Mechanismus entstand, da diese Art in dunklen Regenwäldern lebt. Die Männchen können durch die polarisierten Lichtsignale, welche sich deutlich von der Umgebung abheben, leichter die zugehörigen Weibchen auffinden. Da Vögel wie wir auch kein polarisiertes Licht als solches wahrnehmen können, besteht auch keine Gefahr für diese Schmetterlinge, durch ihre polarisierten "Leuchtfeuer" ihre Feinde auf sich aufmerksam zu machen. Dies ist ein klarer Vorteil gegenüber auffälliger Muster und Zeichnungen. Für Fressfeinde erscheint so ein Falter unscheinbar und ist dadurch gut getarnt. Dagegen reflektieren bei der sehr nahe verwandten Spezies Heliconius melpomene die Flügel Licht ohne auffällige Polarisationsmuster. Da diese Spezies in eher sonnigen Habitaten lebt, benötigt sie keine zusätzlichen Signale, um die jeweiligen Partner aufzufinden.

<Seite 1 von 3