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doppelbrechung

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Doppelbrechung

Als Doppelbrechung bezeichnet man in der Optik die Aufteilung eines Lichtstrahls in zwei Teilstrahlen (den ordentlichen und den außerordentlichen Strahl), wenn er durch ein optisch anisotropes, meistens kristallines Material wie z.B. Kalzit läuft.

Der ordentliche Strahl, dessen elektrisches Feld immer senkrecht zur optischen Achse des Kristalls steht, breitet sich wie in einem nicht doppelbrechenden Material aus. Das elektrische Feld des außerordentlichen Strahls, der senkrecht zum ordentlichen polarisiert ist, hat eine Komponente parallel zur optischen Achse und eine Komponente senkrecht zu ihr. Beide Komponenten haben eine unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeit bzw. , was dazu führt, dass der außerordentliche Strahl sich im Material etwas geneigt bzgl. des ordentlichen Strahls ausbreitet.

Man kann zu den Ausbreitungsgeschwindigkeiten des außerordentlichen Strahls Brechungsindizes definieren: , , wobei c die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit ist. Die Differenz der Brechungsindizes ist ein Maß für die Doppelbrechung, das Vorzeichen wird als optischer Charakter (oder optische Orientierung) bezeichnet. Für Kalkspat ist , man nennt ihn auch optisch negativ.

Da es in optisch aktiven Substanzen unterschiedliche Brechungsindizes für links- und rechts-zirkular polarisiertes Licht gibt, spricht man in diesem Fall auch von zirkularer Doppelbrechung.

Eng verwandt mit der Doppelbrechung ist der Dichroismus.

Doppelbrechende Materialien werden z.B. in Phasenverschiebern und Polarisatoren verwendet.

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