163

Polarisation des Lichts (chromatische).

Licht ist senkrecht polarisiert zum zurückgeworfenen. Wie Arago gezeigt hat, sind bei jedem Einfallswinkel die zu einander senkrecht polarisierten Lichtmengen im zurückgeworfenen und gebrochenen Strahl einander gleich. Der gebrochene Strahl ist niemals vollständig, sondern immer nur teilweise polarisiert, welchen Einfallswinkel man auch wählen mag. Gleichwohl läßt sich eine nahezu vollständige Polarisation der durchgegangenen Strahlen erzielen, wenn man statt einer einzigen Glasplatte eine Schicht von hinlänglich vielen Platten oder eine sogen. Glassäule (Fig. 10) anwendet. Fällt nämlich auf eine solche Plattenschicht unter dem Polarisationswinkel ein natürlicher Lichtstrahl, und denken wir uns denselben zerlegt in zwei gleich helle Strahlen, deren einer in der Einfallsebene, der andre senkrecht dazu schwingt, so geht der erstere, weil er vermöge seiner Schwingungsrichtung nicht zurückgeworfen werden kann, durch sämtliche Platten ohne Verlust hindurch; der letztere dagegen erleidet an jeder Fläche eine teilweise Zurückwerfung u. wird dadurch bis zur Unmerklichkeit geschwächt. Die Glassäule läßt daher unter dem Polarisationswinkel nur solche Strahlen durch, deren Schwingungen parallel zur Einfallsebene vor sich gehen. Der Polarisationswinkel ist für verschiedene Substanzen verschieden; er wächst mit dem Brechungsverhältnis, wie schon Malus, der Entdecker der Polarisation durch Spiegelung (1810), erkannt hatte, und beträgt z. B. für Wasser 53°, für Schwefelkohlenstoff 59°, für Flintglas 60° etc. Die gesetzmäßige Beziehung zwischen Polarisationswinkel und Brechungsverhältnis wurde aber erst 1815 von Brewster aufgedeckt, welcher zeigte, daß der Polarisationswinkel derjenige Einfallswinkel ist, für den der zurückgeworfene Strahl (Fig. 11, bc) mit dem gebrochenen (bd) einen rechten Winkel bildet, oder mit andern Worten, dessen Tangente gleich dem Brechungskoeffizienten ist. Auf dieses Gesetz gründet sich eine Methode zur Bestimmung der Brechungsverhältnisse, die besonders bei Körpern von geringer Durchsichtigkeit, auf welche die prismatische Methode (s. Prisma) nicht angewendet werden kann, willkommen ist. Wie man nämlich vermöge des Brewsterschen Gesetzes von dem bekannten Brechungsverhältnis auf den Polarisationswinkel schließen kann, so läßt sich auch umgekehrt aus dem beobachteten Polarisationswinkel das Brechungsverhältnis ableiten. Die Brechungskoeffizienten der Steinkohle (1,701), des Horns (1,565), des Menilits (1,482) und andrer Körper von ähnlicher Beschaffenheit sind auf diesem Weg ermittelt worden. Da die Brechungskoeffizienten der verschiedenfarbigen Strahlen ungleich sind, so kann weißes Licht durch Spiegelung oder Brechung niemals vollständig polarisiert werden, sondern immer nur eine seiner homogenen Farben, während die übrigen der vollständigen Polarisation nur nahekommen. Über Polarisation durch Doppelbrechung s. d. Über kreisförmige P. s. Zirkularpolarisation.

Chromatische Polarisation nennt man die Farbenerscheinungen, welche doppeltbrechende Körper (s. Doppelbrechung) zeigen, wenn man sie im polarisierten Licht mittels eines Polarisationsapparats (s. d.) beobachtet. Zur Beobachtung der Farben, welche dünne Kristallblättchen im polarisierten Licht zeigen, bietet sich am bequemsten der Gips (Marienglas) dar, dessen durchsichtige Kristalle sich mit Leichtigkeit in sehr dünne Blättchen (Fig. 12) spalten lassen. Bringt man ein solches Blättchen zwischen den Polarisator und den Analyseur eines Polarisationsapparats, indem man es z. B. auf das Glastischchen des Nörrembergschen Polarisationsapparats (Tafel "Polarisationsapparate", Fig. 3) legt, so erscheint es, wenn es dünn genug ist, im allgemeinen mehr oder weniger lebhaft gefärbt, und nur in zwei bestimmten Lagen zeigt es keine Färbung. Sind z. B. die Schwingungsebenen des Polarisators und Analyseurs zu einander senkrecht gestellt, so zeigt ein Blick in den letztern das Gesichtsfeld vollkommen dunkel; schiebt man jetzt ein Gipsblättchen ein, so hebt es sich farbig hell vom dunkeln Grund ab, es sei denn, daß man ihm zufällig eine von zwei ganz besondern Lagen gegeben hat. Indem man nämlich das Blättchen dreht, kann man es leicht dahin bringen, daß es ebenso dunkel erscheint wie das übrige Gesichtsfeld; es geschieht dies, wenn entweder eine gewisse Richtung ab oder die dazu senkrechte Richtung cd mit der Schwingungsrichtung des Polarisators zusammenfällt; es erscheint dagegen am lebhaftesten gefärbt, wenn jene beiden Richtungen mit dieser Winkel von 45° bilden. Jene beiden Richtungen ab und cd sind nämlich die Schwingungsrichtungen der beiden Strahlenbündel, welche sich im Gipsblättchen vermöge seiner Doppelbrechung mit ungleicher Geschwindigkeit fortpflanzen. Ist daher eine dieser Richtungen mit der Schwingungsrichtung des vom Polarisator kommenden Lichts parallel, so geht dieses ohne Änderung seiner Schwingungsrichtung durch und wird vom Analyseur ausgelöscht. Bildet aber die Richtung ab mit der Schwingungsrichtung RS (Fig. 13) des Polarisators einen Winkel, so muß sich die nach RS gerichtete Bewegung in zwei Teilschwingungen nach ab und cd zerlegen, von denen sich die eine mit größerer Geschwindigkeit durch

^[Abb.: Fig. 10. Glassäule. Fig. 11. Polarisationswinkel (Brewsters Gesetz). Fig. 12. Gipsblättchen. Fig. 13. Zerlegung der Schwingungen.]