Zirkular polarisiert

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Hallo,

wenn man sich einen linearen Polfilter wie eine Reihe von Schlitzen vorstellen kann, durch die die Lichtwellen ggf. hindurch können, wie muß man sich dann einen zirkularen Polfilter vorstellen?

Nach alldem, was ich aus Wikipedia und vielen vielen anderen Seiten im Netz herausgelesen habe, müßte ein zirk.-Polfilter vor der Kamera keinen der sonst gewünschten Effekte mehr hervorrufen, da die Polarisation dann offenbar von der Phasenlage und/oder dem Abstand Objekt-Filter-Filmoberfläche abhängt. Kann mir das jemand gut erklären?

Vielen Dank schon mal
Hanno

#2

Hallo
Bei einem linearem Polfilter sind ja die Spalten zur, ich nenn es einmal Wellenausrichtung, ausgelegt.
Würde man etwa Röhrchen oder Stäbe in Richtung der Wellenausbreitung von zirkular polarisierten Wellen anwenden, so wäre diese Methode wellenlängenabhängig bzw. phasenlageabhängig im Sinne von Wikipedia.
Das bedeutet, eine zirkular polar. W. die in einem anderem Abstand auf solche Röhren oder Stäbe auftrifft, wird anders reflektiert oder durchgelassen.
Das entspricht auch den bekannten Spannungsknoten und Spannungsbäuchen beim Versuch mit Hochfrequenzinduktion auf Leuchtstoffröhre.
Ich denke aber, im Gegensatz zum wikipedia, das man mit mehreren linearen Polarisationsfiltern den linear polarisierten Lichtanteil relativ gut zurückhalten kann, und dann zirkulare Wellen noch durchtreten können, auch abhängig von der Qualität der Filter.
MfG
Matthias

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#3

Habe es überhaupt nicht verstanden
Hallo Matthias,

wenn man sich einen linearen Polfilter wie eine Reihe von
Schlitzen vorstellen kann, durch die die Lichtwellen ggf.
hindurch können, wie muß man sich dann einen zirkularen
Polfilter vorstellen?

Bei einem linearem Polfilter sind ja die Spalten zur, ich nenn
es einmal Wellenausrichtung, ausgelegt.
Würde man etwa Röhrchen oder Stäbe in Richtung der
Wellenausbreitung von zirkular polarisierten Wellen anwenden,
so wäre diese Methode wellenlängenabhängig bzw.
phasenlageabhängig im Sinne von Wikipedia.
Das bedeutet, eine zirkular polar. W. die in einem anderem
Abstand auf solche Röhren oder Stäbe auftrifft, wird anders
reflektiert oder durchgelassen.
Das entspricht auch den bekannten Spannungsknoten und
Spannungsbäuchen beim Versuch mit Hochfrequenzinduktion auf
Leuchtstoffröhre.
Ich denke aber, im Gegensatz zum wikipedia, das man mit
mehreren linearen Polarisationsfiltern den linear
polarisierten Lichtanteil relativ gut zurückhalten kann, und
dann zirkulare Wellen noch durchtreten können, auch abhängig
von der Qualität der Filter.

Sorry, damit komme ich nicht weiter. Bedenke: Ich bin ein Laie :smile:

Ich will einfach nur den Unterschied zwischen linearer und zirkularer Polarisation verstehen. Nach alle bisherigen Erklärungen scheint ein zirkularer Polfilter ein sich drehender linearer zu sein. Mit welcher Frequenz dreht der sich? Warum dreht der sich bzw. warum dreht er sich nicht, obwohl alle grafischen Abbildungen genau das suggerieren?

Ciao
Hanno

#4

Hi…

Ich will einfach nur den Unterschied zwischen linearer und
zirkularer Polarisation verstehen. Nach alle bisherigen
Erklärungen scheint ein zirkularer Polfilter ein sich
drehender linearer zu sein. Mit welcher Frequenz dreht der
sich? Warum dreht der sich bzw. warum dreht er sich nicht,
obwohl alle grafischen Abbildungen genau das suggerieren?

Der zirkulare Polfilter „dreht“ sich mit einer Geschwindigkeit, die der Lichtfrequenz entspricht, also um die 3 * 10^16 U/min. Eine so hohe Drehgeschwindigkeit ist mechanisch nicht möglich.

Wie macht er es also?
Das Material, aus dem der zirkulare Filter hergestellt wird, hat die Eigenschaft, daß die Lichtgeschwindigkeit darin von der Polarisationsrichtung abhängt. ZB wird also senkrecht polarisiertes Licht stärker gebremst als waagrecht polarisiertes.
Die Dicke des Filters ist so bemessen, daß der Zeitversatz der beiden Polarisationsrichtungen hinter dem Filter genau 1/4 λ ist. Die beiden mischen sich dann zu zirkular polarisiertem Licht.

Wenn Du aufgepasst hast, wird Dir aufgefallen sein, daß die Wirkung nur bei einer Wellenlänge 100% sein kann. Oberhalb und unterhalb davon kommt eine elliptische Polarisation heraus. Über den relativ schmalen Bereich des sichtbaren Lichts macht das aber wenig Unterschied.

genumi

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#5

Hallo nochmal
Ich kann noch etwas zur Frage sagen.

Ich will einfach nur den Unterschied zwischen linearer und
zirkularer Polarisation verstehen.

Das kann man einfach erklären, wennn man sich die Physik der Radiowellen anschaut.
Lichtwellen sind ja auch Radiowellen, jedoch eben sichtbar.
Du kennst ja bestimmt die Antennen, mit denen Radiowellen ausgestrahlt werden.
Wesentliches Element ist der Dipol:
Steht so ein strahlender Dipol waagerecht, sind die Radiowellen waagerecht polarisiert. Steht der Dipol senkrecht, sind sie das senkrecht.
Steht nun ein Dipol senkrecht in einem Topf(zwar kein Kochtopf aber doch dieselbe Form), strahlt er zirkular.
Ich lasse mich hierbei nicht auf eine Diskussion ein, ob sich da was dreht, weil mir dafür das Verständnis fehlt.

Nach alle bisherigen
Erklärungen scheint ein zirkularer Polfilter ein sich
drehender linearer zu sein. Mit welcher Frequenz dreht der
sich? Warum dreht der sich bzw. warum dreht er sich nicht,
obwohl alle grafischen Abbildungen genau das suggerieren?

Ich kenne nur polarisierende Elemente aus der Mikrowellentechnik(Sat-Fernsehen).
Eine in ein solches Element eintretende polarisierte Welle erfährt abhängig von einer elektrischen Spannung oder einem Magnetfeld, welches einen Kristall beeinflußt, eine steuerbare Drehung, so das man an einem normalen Dipol verschiedene Polarisationen empfangen kann.

MfG
Matthias

#6

ergänzung
servus,

also nochmal zur ergänzung für den laien (einfach formuliert):

licht als elektromagnetische welle besteht aus zwei linear unabhängigen „teilen“. das heisst es gibt senkrecht zur ausbreitungsrichtung x zwei komponenten y und z, in denen der feldvektor (magnetisch oder elektrisch) stehen kann. und wie gesagt, beide richtungen sind unabhängig.
in linear polarisiertem licht findest du in eine der beiden richtungen den elektrischen bzw. magnetischen feldvektor, bei richtiger definition des koordinatensystems. bei beliebigem koordinatensystem liegt dann eben eine mischung (vektoraddition) der komponenten x und y vor. nun besitzt licht als elektromagnetische welle die eigenschaft, dass während der propagation durch den raum der elektrische / magnetische feldvektor zeitlich und räumlich gesehen periodisch als sinusfunktion oszilliert. und in zirkular polarisiertem licht stehen zwei komponenten x und y in ihrer phasenlage gerade so dass der resultierende feldvektor bei der propagation durch den raum eine zirkulare bewegung um die ausbreitungsrichtung beschreibt.
daher kann man mit einem sog. lambda/4 plättchen zirkular polarisiertes licht erzeugen, das nicht polarisierte licht wird quasi zerlegt, die beiden komponenten breiten sich im material (doppelbrechung) unterschiedlich aus und haben am ausgang gerade diese phasenlage, nämlich lambda/4.

das war jetzt zugegebenermaßen sehr vereinfacht aber vielleicht hilfts ja fürs verständnis.

grüße,
sebastian

Der zirkulare Polfilter „dreht“ sich mit einer
Geschwindigkeit, die der Lichtfrequenz entspricht, also um die
3 * 10^16 U/min. Eine so hohe Drehgeschwindigkeit ist
mechanisch nicht möglich.

Wie macht er es also?
Das Material, aus dem der zirkulare Filter hergestellt wird,
hat die Eigenschaft, daß die Lichtgeschwindigkeit darin von
der Polarisationsrichtung abhängt. ZB wird also senkrecht
polarisiertes Licht stärker gebremst als waagrecht
polarisiertes.
Die Dicke des Filters ist so bemessen, daß der Zeitversatz der
beiden Polarisationsrichtungen hinter dem Filter genau 1/4
λ ist. Die beiden mischen sich dann zu zirkular
polarisiertem Licht.

Wenn Du aufgepasst hast, wird Dir aufgefallen sein, daß die
Wirkung nur bei einer Wellenlänge 100% sein kann. Oberhalb und
unterhalb davon kommt eine elliptische Polarisation heraus.
Über den relativ schmalen Bereich des sichtbaren Lichts macht
das aber wenig Unterschied.

genumi