Grundprinzipien der Quantenphysik

J. Oswald, Grundprinzipien der Quantenphysik
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Da die Wellennatur des Lichtes unabhängig von der Quantennatur verstanden und
beschrieben werden kann, ist es möglich, aus einer Quanteninterpretation von bereits aus
der klassischen Wellenbeschreibung bekannten optischen Effekten zu lernen.
2.1.1 „Spielereien“ mit Polarisationsfiltern:
Eine typische, relativ leicht verstehbare Welleneigenschaft ist die Polarisation. Sie
stellt die Schwingungsebene des elektrischen Feldes dar. Aufgrund der
Vektoreigenschaften des elektrischen Feldes sind Polarisationseffekte über relativ einfache
Vektorbeziehungen beschreibbar. So funktioniert ein Polarisationsfilter derart, dass die
Projektion des elektrischen Feldes auf die Polarisationsebene des Filters „durchgelassen“
wird. Lässt beispielsweise ein Polarisationsfilter nur vertikal polarisiertes Licht durch und
ist das einfallende Licht um den Winkel α gegen die Vertikale polarisiert, so entsteht
hinter dem Polarisator vertikal polarisiertes Licht mit einer Amplitude, welche mit der
Amplitude der einfallenden Welle über den cos( α) zusammenhängt (Vektorprojektion).
Abbildung 2.1-1: Funktionsprinzip eines Polarisators mit vertikaler Polarisationsebene
Bei der in Abbildung 2.1-1 beschriebenen Art von Polarisatoren geht somit ein Anteil der
Energie verloren. Ein anderer Typ von Polarisationsfilter lässt sich auf dem bekannten
Effekt der Doppelbrechung (z.B. Kalkspat) aufbauen. Hier ist der Effekt der, dass durch
eine optische Anisotropie Lichtwellen mit unterschiedlicher Polarisation in
unterschiedliche Richtungen abgelenkt werden. D.h. die Polarisationsanteile einer
Lichtwelle werden zwar voneinander getrennt, aber keine davon wird absorbiert.
Ausschließlich zur Benützung in Verbindung mit der gleichnamigen Vorlesung !