Ein Licht besteht aus elektrischen und magnetischen Feldern, die senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Kann die Polarisierung dazu führen, dass eines der Felder vollständig entfernt wird?
Licht ist der sichtbare Teil der elektromagnetischen Strahlung und besteht aus Photonen. Jedes Photon hat ein oszillierendes elektrisches und ein oszillierendes magnetisches Feld. Im Vakuum stehen beide Felder senkrecht zur Bewegungsrichtung des Photons und auch senkrecht zueinander (siehe diese Skizze) .
Es gibt hauptsächlich zwei vom Menschen genutzte Möglichkeiten, die Emission von Photonen unter Energiezufuhr zu erhöhen: durch Erwärmung oder durch Beschleunigung von Elektronen (elektrisch geladene Teilchen).
Alle Körper empfangen und emittieren ständig EM-Strahlung. Die Photonen der Wärmestrahlung sind nicht polarisiert, dh die elektrischen und magnetischen Schwingungen sind zufällig verteilt.
Die typische Erzeugung von EM-Strahlung durch beschleunigte Elektronen geschieht in einem Antennenstab. Viele Elektronen erzeugen auf diese Weise viele Photonen. Die elektrische und die magnetische Komponente der Photonen schwingen gemeinsam und erzeugen ein zusammenfassendes EM-Feld. Die Photonen dieser Radiowellen sind polarisiert und - um Ihre Frage zu beantworten - keine der Komponenten geht verloren.
Um Photonen von Wärmequellen zu polarisieren, schickt man sie durch einen Polarisationsfilter. Dabei wird ein Teil der Photonen in Photonen niedrigerer Frequenz umgewandelt, ein Teil wird reflektiert und ca. 50 % (bei gutem Filter) passieren den Filter. Sie haben immer beide EM-Komponenten hinter sich, sind aber alle in die gleiche Richtung orientiert.
Um dies zu beweisen, platzieren Sie einen zweiten Polarisationsfilter hinter dem ersten, jedoch um einen Winkel von weniger als 90° zum ersten gedreht. Hinter dem zweiten Filter ist auch Licht zu sehen. Das polarisierte EM-Feld wurde durch den Filter gedreht, aber keine Komponente wurde gelöscht.
Um zu beweisen, dass eine Rotation des EEm-Feldes stattfindet, könnten Sie das nächste tun. Drehen Sie den zweiten Filter um 90° zum ersten Filter. Nun, durch dieses Filtersystem geht kein Licht. Setzt man nun einen weiteren Filter zwischen den ersten und zweiten Filter (in einer Ausrichtung zwischen 0° und 90° zu den anderen beiden Filtern), dann geht das Licht wieder durch. Ergo wurde das EM-Feld durch den Polarisationsfilter beeinflusst und gedreht. Aber auch hier verschwinden Komponenten des EM-Feldes nicht.
Ich denke, es ist einfacher, sich bei einem linearen Polarisator vorzustellen, da er alle elektrischen Felder auf eine Achse ausrichtet. Nachdem das Licht hindurchgegangen ist, ist das elektrische Feld auf eine bestimmte Achse ausgerichtet und das magnetische Feld steht senkrecht dazu.
Das elektrische und magnetische Feld werden für die Ausbreitung von Licht benötigt. Im Wesentlichen erzeugt ein oszillierendes Magnetfeld ein elektrisches Feld und umgekehrt. Das sieht man an den Maxwellschen Gleichungen, dass sie die Wellengleichung lösen. Im Fall von Licht gibt es also kein elektrisches Feld ohne magnetisches Feld.
Nicht ganz klar was du meinst. Sie können das elektrische oder magnetische Feld nicht vollständig entfernen - eine elektromagnetische Welle braucht beides!
Licht ohne besondere Polarisation kann man sich als eine gleichmäßige Mischung von Licht mit rechtwinklig zueinander polarisierten Polarisationen vorstellen, aber beide in einer Ebene, die senkrecht zur Wellenbewegung steht.
Wenn Sie jedoch Licht durch einen (linearen) Polarisator leiten, verlieren Sie normalerweise einen dieser senkrechten Polarisationszustände, sodass nur einer durchgelassen werden kann. Wenn Ihr Polarisator so funktioniert, verlieren Sie natürlich die Hälfte der Leistung Ihres Strahls.
Ein Beispiel hierfür wäre ein Drahtgitterpolarisator , bei dem das elektrische Feld parallel zu den Drähten reflektiert oder zur Beschleunigung von Elektronen in den Drähten genutzt und in ohmsche Verluste umgewandelt wird. Nur die Komponente des E-Felds senkrecht zu den Drähten wird übertragen (zusammen mit dem begleitenden senkrechten Magnetfeld).
