Professor Dr. Gerhard Birkl Atome - Photonen – Quanten Institut für Angewandte Physik Schlossgartenstraße 7
D-64289 Darmstadt Fachbereich 5 - Physik
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Übungen zur Vorlesung
OPTIK I
im Sommersemester 2006
Übungsblatt 6 (Besprechung am 06. 06. 2006)
1. Polarisationsdrehung
Zeigen Sie, dass sich die Ebene des elektrischen Feldvektors eines linear polarisierten Lichtstrahles mit relativ geringen Verlusten drehen lässt, indem man mehrere Polarisatoren hintereinander schaltet. Mit welcher Konfiguration kann der Feldvektor um 45° gedreht und eine Transmission in der Intensität von mindestens 95% erreicht werden?
2. Doppelbrechung
Kalkspat ist ein natürlich vorkommender Kristall, der für die Herstellung von Verzögerungsplatten eingesetzt wird. Im gelben Spektralbereich bei ca. 588 nm gilt für die Brechungsindizes entlang der ordentlichen und der außerordentlichen Achse:
no = 1,658; dn0/dλ = - 5,88 10-7 nm-1 ne = 1,486; dne/dλ = - 3,53 10-7 nm-1
a) Wie dick ist eine λ/2-Platte ‚nullter’ Ordnung für Licht der Wellenlänge 588 nm (gelbe Natriumlinie), die aus Kalkspat besteht?
b) Wie dick muss ein zwischen zwei parallel ausgerichteten Polarisations- strahlteilern befindliches Kalkspat-Plättchen sein, um mit dieser Anordnung die beiden Natrium-D-Linien (λ1 = 587,6 nm und λ2 = 589,3 nm) mit dem zweiten Polarisationsstrahlteiler zu trennen?
3. Stokes-Parameter
Zwei inkohärente Lichtstrahlen, die durch die Stokes-Vektoren (1, 0, 1, 0) und (3, 0, 0, 3) repräsentiert werden, werden überlagert.
a) Beschreiben Sie die beiden Polarisationszustände.
b) Welchen Stokes-Vektor hat der resultierende Strahl?
c) Wie groß ist sein Polarisatiosgrad?
