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Polarisations- und 3D-Kino-Kit
Kapitel 3: Kurzbeschreibung
Kurzbeschreibung
Die Polarisation ist eine der vielfältigsten Eigenschaften von Licht. Auf ihr basieren
zahllose Anwendungen in Wissenschaft und Technik, von denen ein Teil in diesem
Versuchspaket experimentell nachgestellt wird.
Zunächst werden Grundeigenschaften von Polarisation untersucht, indem betrachtet wird,
wie sich polarisiertes Licht an einem Polarisator verhält (Gesetz von Malus). Als nächster
Schritt wird der Polarisationszustand eines Lasers mit einem Polarisator und einem
Photodetektor vermessen.
Ein wesentliches Element für Anwendungen mit polarisiertem Licht stellt das λ/4-Plättchen
dar. Bei richtiger Orientierung verzögert es Teile der Welle so, dass aus einfallendem Licht
mit linearer Polarisation eine zirkular polarisierte Welle entsteht. Diese Eigenschaft lässt
sich am Transmissionsverhalten nachmessen.
Weiterhin werden technische Anwendungen demonstriert: Mit den in diesem Paket
enthaltenen Komponenten kann eine Messapparatur aufgebaut werden, mit der man die
Zuckerkonzentration einer Flüssigkeit untersuchen kann. Der Zucker dreht die Polarisation
proportional
zur
im
Medium
durchlaufenen
Strecke
und
proportional
zur
Zuckerkonzentration. Somit wird die industrielle Konzentrationsmessung von zuckrigen
Lösungen demonstriert.
Eine
weitere
technische
Anwendung
stellt
die
Werkstoffuntersuchung
mittels
Doppelbrechung dar – hier wird ein Werkstück (z.B. eine Kunststoff-Brille) zwischen
orthogonale Polarisatoren gehalten. An Stellen mit mechanischer Spannung wird
wellenlängenabhängig die Polarisation gedreht – damit werden potentielle Bruchstellen
durch farbig erscheinende Bereiche sichtbar.
Ein großer Teil dieses Versuchspakets ist einer Anwendung gewidmet, die inzwischen
unseren Alltag erreicht hat: das 3D-Kino. Hierbei werden zwei aus leicht unterschiedlicher
Perspektive aufgenommene Bilder so projiziert, dass nur jeweils ein Bild in ein Auge fällt.
Bei richtiger Überlagerung stellt sich der Eindruck der Tiefenwahrnehmung ein.
Experimentell können nun mehrere verschiedene Verfahren realisiert werden, die auf
verschiedene Weise erreichen, dass ein Auge nur jeweils ein Bild wahrnimmt: das Rot-
Cyan-Verfahren, das 3D-Projektionsverfahren mittels linearer Polarisation und das heute
gängige RealD-Verfahren mit zirkularer Polarisation. Für alle Verfahren sind die
entsprechenden Brillen enthalten. Ein besonderer Clou ist das verwendete Stück
Kinoleinwand, welches silberbedampft ist und damit die Polarisation erhält.
Seite 3
Rev H, 10. Dezember 2018
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