Polarisation des Lichts

[569] Polarisation des Lichts. Es gibt Körper, welche jeden einzelnen weißen Lichtstrahl gleichsam in 4 Strahlen zu spalten im Stande sind, wovon immer je 2 unter rechten Winkeln abstehende Strahlen gleiche und 2 unter einem gestreckten Winkel = 180° divergirende Strahlen entgegengesetzte Eigenschaften zeigen. Von der Aehnlichkeit dieser Verhältnisse mit der Polarität des Magnets hat Malus diese eigenthümliche Theilung des Lichtstrahls P. genannt. Das polare Verhältniß der einzelnen getheilten d.h. polarisirten Strahlen besteht darin, daß der eine polarische Strahl unter Umständen vollständig zurückgeworfen, der andere dagegen vollständig durchgelassen wird u. umgekehrt. Veranlassung zur Entdeckung der P. gab die Entdeckung der doppelten Strahlenbrechung im isländischen Kalkspath, Doppelspath genannt, durch Bartholinus im 17. Jahrh. Die Gesetze dieses Phänomens hat Huyghens beinahe vollständig entdeckt, Zusätze gaben hauptsächlich Malus, Wollaston, Biot u. Fresnel. Der Doppelspath, welcher die doppelte Strahlenbrechung am vollständigsten zeigt, läßt vermöge dieser Eigenschaft jeden Gegenstand, dessen Lichtstrahlen durch ihn fallen, doppelt erscheinen. Später entdeckte man, daß noch eine sehr große Anzahl von festen und flüssigen Körpern diese Eigenschaft besitzt. Das eine der beiden Bilder entwirft sich nach den Gesetzen der gewöhnlichen Brechung mit constantem Brechungsexponenten, das andere, nach den Gesetzen der ungewöhnlichen Brechung, mit von dem Einfallswinkel abhängigem, veränderlichem Brechungsindex. Untersucht man den Doppelspath, so zeigt sich folgendes: Fällt ein Lichtstrahl senkrecht auf den Krystall (dessen Kerngestalt ein Rhomboëder ist), so geht ein Theil unverändert durch, der andere erleidet die ungewöhnliche Brechung. Fällt ein Strahl schief, so wird er in 2 Bündel gebrochen. Schleift man einen Doppelspathkrystall so, daß Flächen entstehen, die entweder mit dem Hauptschnitt des Krystalls parallel sind oder auf diesem u. damit auf der Achse senkrecht stehen, [569] so wird ein Strahl, der senkrecht auf eine solche Fläche fällt, weder in 2 Bündel gespalten noch überhaupt gebrochen. Schief einfallende Strahlen werden doppelt gebrochen. Legt man 2 Doppelspathe so über einander, daß beide Hauptschnitte parallel laufen od. so, daß einer derselben mit seinem Hauptschnitt senkrecht auf demjenigen des andern steht, so entstehen in beiden Fällen, wenn Lichtstrahlen einfallen, nur 2 Bilder. Bei jeder andern Stellung der Hauptschnitte der beiden Krystalle entstehen 4 Bilder, u. stehen beide Hauptschnitte unter 45°, so tritt der Fall ein, wo beide Bilder von gleicher Intensität sind, während außerdem jedesmal nur je 2 Bilder einander gleich an Stärke sind. Hat man ein hiezu geeignetes Instrument – Polarisationsinstrument – mittelst welchem man den einen Krystall mit seinem Hauptschnitt oder der mit diesem parallelen Schliffläche um die ähnliche Fläche des andern drehen kann, so entstehen bei jeder Drehung 4 neue Bilder, 2 von stärkerer und 2 von schwächerer Intensität, bis bei den beiden parallelen und senkrechten Stellungen der Schlifflächen 2 Bilder ganz verschwinden, während die beiden andern ihre höchste Intensität zeigen, bei der Stellung unter 45° alle 4 Bilder gleich an Intensität sind. – Es zeigt sich übrigens erfahrungsgemäß, daß bei jeder Reflexion des Lichts der Strahl zugleich polarisirt wird. Es hat dieses ein von dem großen Physiker u. Astronomen Arago benütztes Mittel abgegeben, das Licht der Himmelskörper in Bezug auf seine physische Beschaffenheit zu prüfen u. man hat auch auf diesem Wege gefunden, daß die Fixsterne Sonnen mit eigenem – nicht polarisirtem – Lichte sind, die Kometen dagegen, insbesondere der Halleyʼsche, vorzugsweise polarisirtes Licht von sich geben d.h. mit fremdem Lichte leuchten. Der polarisirte Lichtstrahl erleidet durch Reflexion an einer polirten Metallplatte eine eigenthümliche Veränderung. Wird dieser Strahl unter 75° reflectirt und zwar von einer um 45° gegen die Polarisationsebene geneigten Stahlplatte, so zeigt er sich bei einer Prüfung mit dem Doppelspath nicht mehr polarisirt, wird er aber nochmals von einer 2. Stahlplatte unter 75° reflectirt, so erscheint er wieder als polarisirter. Brewster nennt einen solchen Strahl elliptisch polarisirt im Gegensatz zur ursprünglichen oder geradlinigen Polarisation. Eine ähnliche Modification des geradlinig polarisirten Strahls durch ein Glasprisma von bestimmter Form doppelt reflectirt, ist der circular polarisirte Strahl von Fresnel.