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3. METHODEN UND APPARATUREN 53
Summe der anderen beiden Grenzflächenspannungen. Im Grenzfall beträgt der Kontaktwinkel
180°. Kleinere Kontaktwinkel als 10° und größere als 170° sind experimentell mit einfachen
Methoden nicht bestimmbar.
Bei rauen Oberflächen wird durch verzögerte Be- und Entnetzung Hysterese beobachtet. Der
Kontaktwinkel ist unabhängig von der Größe des aufgetragenen Tropfens.
Die Untersuchungen wurden mit dem Kontaktwinkelmessgerät OCA 20 der Firma
DATAPHYSICS durchgeführt, das mit einer hochauflösenden CCD-Kamera ausgestattet war.
Für die Berechnung der Oberflächen- und Grenzflächenspannung aus der Tropfen- oder
Lamellenkontur wurde die entsprechende Software SCA 20 verwendet.
3.5. Abbe-Refraktometer
Zur Bestimmung der Brechungsindices wurde ein ABBE-Refraktometer verwendet. Bei
diesem Gerät wird ein dünner Film zwischen zwei plane Glasoberflächen gedrückt. Der
Grenzwinkel der Totalreflexion aus dem unteren Prisma in die Flüssigkeit wird durch
optische Beobachtung der Hell-Dunkel-Grenze der Totalreflexion ermittelt. Für diese
Methode werden Gläser mit besonders hohen Brechungsindices benötigt. Diese sind
mechanisch allerdings sehr empfindlich und dürfen nicht durch aggressive Reinigung
beschädigt werden. In der Nähe der Totalreflexion verläuft der Lichtstrahl in der Probe
nahezu parallel zur Glasoberfläche. Dies ermöglicht die exakte Bestimmung der
Doppelbrechung bei flüssig-kristallinen Proben, wenn diese zwischen beiden Glasoberflächen
exakt ausgerichtet sind.
Lamellare Phasen bevorzugen Lamellenordnung parallel zu den Glasoberflächen. Die
optische Achse einer solch perfekten Phase steht senkrecht zur Glasoberfläche und senkrecht
zum Lichtstrahl. Wenn die Messung mit unpolarisiertem Licht erfolgt, findet sich in diesen
Fällen keine scharfe Grenzlinie. Wird aber mithilfe einer Polarisationsfolie am Okular nur
Licht durchgelassen, dessen E-Vektor in Richtung der optischen Achse weist, ist eine scharfe
Grenzlinie zu beobachten. Aus dieser Linie kann der Brechungsindex n ┴ (senkrecht) ermittelt
werden. Bei Drehung der Folie um 90° erscheint eine neue scharfe Grenzlinie, aus der der
Brechungsindex n ║ (parallel) ermittelt wird. Die Verwendung von polarisiertem Licht führt zu
keinen brauchbaren Ergebnissen.
Die Brechungsindices wurden mit einem ABBE-Refraktometer Mark II Plus von LEICA mit
der Temperiereinheit PT31 von KRÜSS gemessen.