Licht ist eine elektromagnetische Transversalwelle, die somit senkrecht zur Ausbreitungsrichtung schwingt. Wird Licht an Glasscheiben reflektiert, so wird es polarisiert. Dies bedeutet, dass die Freiheitsgrade der Schwingung eingeschränkt werden und die Welle schwingt nur noch in eine Richtung. Trifft ein solch polarisiertes Licht auf einen Polarisationsfilter, der nur Licht einer bestimmten Schwingungsrichtung hindurchlässt, so wird die Intensität des Lichts abgeschwächt oder es kommt gar kein Licht durch.
Aufgabe
Bestimme die Winkelabhängigkeit der Durchlässigkeit eines Polarisationsfilters mit einem Lichtsensor. Stelle dabei einen Zusammenhang zwischen dem Polarisationswinkel und der Intensität des durchscheinenden Lichts her.
Material
Stativaufbau
zwei Reiter mit Winkelskala und Blendhalter
zwei Reiter ohne Winkelskala und Blendhalter
zwei Polarisationsfilter
eine LED-weiß mit Störlichttubus
eine Fotodiode mit Störlichttubus und Netzteil
Netzgerät mit Verbindungsleitungen
Digitalmultimeter mit Verbindungsleitungen
Aufbau
Durchführung
Den Regler der Verstärkung der Fotodiode mit dem Uhrzeigersinn bis zum Anschlag drehen (maximale Verstärkung).
beide Polarisationsfilter auf 0° stellen
Spannung der LED so einstellen, dass an der Fotodiode eine Spannung von 3,9V gemessen wird
Messwerte der Spannung an der Fotodiode für eine Verdrehung des zweiten Polarisationsfilter von -100° bis 100° aufnehmen
Damit keine Ungenauigkeiten beim Einstellen des Winkels entstehen, wird der Objektträger zum Einstellen des Winkels von der Schiene genommen.
Bei der Durchführung ist darauf zu achten, dass der Abstand zwischen LED und Lichtsensor nicht verändert wird.
Auswertung
Erstelle mit den Messwerten ein Verdrehungs-Spannungs-Diagramm.
Lege eine Ausgleichskurve durch die Messpunkte und stelle einen funktionalen Zusammenhang her.
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