Interesse?

An die Schüler der 11. und 12. Klassen in Dresden und Umgebung:

Wer von Euch möchte uns helfen, unsere Forschungsthemen in einer allgemeinverständlichen Sprache einem breiten Publikum im Internet im Rahmen eines Praktikums oder einer Ferienarbeit vorzustellen? Voraussetzungen sind:

  • Interesse an naturwissenschaftlichen Fragestellungen

  • Grundkenntnisse im Umgang mit PCs sowie der Erstellung von Internet-Seiten

Meldet euch einfach im Schülerlabor.

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4 Das Experiment – Aufbau und Ablauf

Die Wissenschaftler nehmen sich eine Probe und legen sie unter das Auflichtmikroskop. Dann wird das Mikroskop auf die Probe und den Versuch eingestellt.

Mit der Aperturblende wird die Lichteinfallsebene festgelegt. Das ist notwendig, da jede magnetische Domäne (je nachdem wie sie ausgerichtet ist) die Polarisationsebene um einen anderen Winkel verändert. Stellt man die Aperturblende nicht ein, kommt es zu Überschneidungen der Polarisationsebenen und eine Auswertung wird unmöglich. Die Aperturblende lässt nur Licht in eine Richtung durch.

Aperturblendeneinstellung

Blick durch ein Mikroskop

oben: Einstellungsmöglichkeiten der Aperturblende

unten: so sollte sie eingestellt sein, wenn die Lichteinfallsebene waagerecht verlaufen soll

Aperturblendenfunktion

Die Funktion der Aperturblende besteht darin, eine Überlagerung der Polarisationen zu verhindern.

Mit Hilfe der beiden Polarisationsfilter kommt der Kerr-Effekt zum Einsatz. Beide Polarisationsfilter sind so eingestellt, dass kein Licht auf der anderen Seite ankommt, wenn das Licht nur durch die Polarisationsfilter gehen würde,. Doch da das Licht vorher auf die magnetisierte Probe trifft, kommt es zur Änderung des Polarisationsebenenwinkels (Kerr-Effekt). Die Helligkeit des ankommenden Lichtes hängt vom Kerr-Winkel ab, sodass unterschiedlich ausgerichtete magnetische Domänen unterschiedlich hell zu sehen sind. Deshalb ist es auch wichtig, dass das zu untersuchende Objekt gut und gleichmäßig ausgeleuchtet ist, sonst kann die Magnetisierung hinterher nicht eindeutig erkannt werden.

MOKE

Magnetooptischer Kerr-Effekt (MOKE)

(Das Verhalten von Licht zwischen zwei Polarisationsfiltern und einer magnetisierten Probe ( Θ (k2) < Θ (k1) < Θ (k3)

Strahl 1: nach zweiter Polarisation immer noch Licht vorhanden; Strahl 2: nach zweiter Polarisation kein Licht mehr vorhanden; Strahl 3: nach zweiter Polarisation noch mehr Licht als bei Strahl 1 vorhanden))

Wie sich die Helligkeit beim angewandten Kerr-Effekt verändert

Wie sich die Helligkeit beim Kerr-Effekt verändert, erkennt man an der Länge des roten Pfeils in c). Je länger der vorhandene Pfeil, desto heller das Licht.

Die neue Polarisationsebene in c) (rot) entsteht, indem man die alte Polarisationsebene aus b) (in c, orange) auf die Durchlassebene des Polarisationsfilters projeziert.

Anstelle eines Betrachters könnte sich auch eine Kamera am Ende des Okulars befinden, welche für die Auswertung Bilder festhalten kann.  Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf besitzt dafür eine eigens entwickelte Software, welche das Bild auch in ein Falsch-Farben-Bild umwandeln kann. Daran kann man anschließend ablesen, in welche Richtung die magnetischen Domänen ausgerichtet sind.


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