Technische Optik in der Praxis

5.3 Differentielle Änderungen der Brechzahl 147
Umgekehrt erhält man hieraus auch die thermooptischen Koeffizienten
der absoluten Brechzahlen, wenn die Koeffizienten der relativen Brechzahlen
gegeben sind.
Ein Vergleich zwischen unterschiedlichen Materialien zeigt, daß sich die
Brechzahlen bei Kunststoffen und organischen Flüssigkeiten sehr viel stärker
mit der Temperatur ändern als bei oxidischen Gläsern.
5.3.5 Mechanische Spannungen,
elektrische Felder und Magnetfelder
Wenn auf ein Glas mechanische Spannungen (Dimension: Kraft/Fläche) einwirken,
so wird das Glas deformiert. Unter der Einwirkung von Druckspannungen
wird das Glas zusammengepreßt und unter Zugspannungen wird es
gedehnt. Zur Unterscheidung zwischen Druck- und Zugspannungen haben
Zugspannungen positive und Druckspannungen negative Werte.
Aufgrund der Deformation ändern sich die Abstände zwischen den Ionen
oder Atomen eines Glases. Dies hat zur Folge, daß sich die Brechzahlen des
Glases ändern. Im folgenden sei ein einachsiger Spannungszustand, wie er in
Abb. 5.13 dargestellt ist, betrachtet: Auf eine rechtwinkelige Glasplatte wirkt
die einachsige Spannung σ. Da elektromagnetische Strahlung aus transversalen
Wellen besteht, verändert sich die Brechzahl je nach Orientierung der
Schwingungsrichtung bezüglich der Spannungsrichtung. In Abb. 5.13 falle
die elektromagnetische Welle senkrecht auf die Glasplatte (in der Skizze
senkrecht auf die Papierebene). Dann verändert sich die Brechzahl für die
Orientierung der Schwingungsrichtung senkrecht (parallel) zu σ von n in
n⊥ = n +∆n⊥ (bzw. in n = n +∆n). Bis zu sehr großen Spannungen nahe
der Bruchgrenze von Glas sind die Änderungen der Brechzahlen proportional
zur Spannung, d. h. ∆n⊥ = K⊥ · σ und ∆n = K · σ. Die Koeffizienten K⊥
Abb. 5.13. Einachsiger Spannungszustand in einer
Glasplatte