Experimentalphysik III (Atomphysik)

3.7. Impuls und Drehimpulstransport im elektromagnetischen Strahlungsfeld 67
∆W ist die in der Einwirkungszeit ∆t durch das Plättchen gestrahlte Energie.
λ
4 –Plättchen
(n x − n y )l = λ
4
λ
2 –Plättchen
(n x − n y )l = λ
2
zur Erklärung:
⎧
⎨
austretendes Licht:
2π
⎩ λ (nx − ny )l − α :
⎧
[...]:
⎨ austretendes Licht:
2π
⎩ λ (nx − ny )l − α :
[...]:
Einfallendes Licht
lin. pol. rechts zirk. pol. links zirk. pol.
α =0 α = π
2 α = − π
zirk. pol. lin. pol.
2
π π
2 − 0= 2
1+0=1
π π
2 − 2 =0
lin. pol.
0+1=1
π π
2 + 2 = π
0 − 1=−1
lin. pol. links zirk. pol.
π − 0=π
0+0=0
π − π
rechts zirk. pol.
π
2 = 2
1+1=2
π + π 3
2 = 2π −1 − 1=−2
Wenn linear pol. Licht übergeht in linear pol. Licht: kein Drehimpulsübertrag.
Wenn linear pol. Licht übergeht in zirkular pol. Licht: Drehimpulsübertrag Betrag 1.
Wenn zirkular pol. Licht übergeht in linear pol. Licht: Drehimpulsübertrag Betrag 1.
Wenn rechts zirk. pol. Licht übergeht in links zirk. pol. Licht: ∆L–Übertrag Betrag 2.
Nur zirkular polarisiertes Licht überträgt einen Drehimpuls!
Experiment von Rich.A.Beth(1936).
Wird zirkular polarisiertes Licht absorbiert, so übernimmt der Absorber den Drehimpuls.
∆L = ∆W
ω
Die Formel gilt für alle Frequenzen. Das Experiment wurde 1949 von Carrara im Radiowellenbereich
wiederholt. Es gilt auch für Wechselstrom: Drehstrommotor (Synchronmotor). Dort
absorbiert der Rotor die Leistung der zirkular polarisierten Welle des (drehenden) � B–Feldes und
erfährt das Drehmoment
T = P
ω
mit der Leistung P .