Polarization

La Polarizzazione

Ti risponderò, Kyla, ma prima dobbiamo parlare della luce polarizzata. Ripensa a quanto dicevamo sulle onde elettromagnetiche. Abbiamo imparato che il campo delle forze elettriche si muove su e giù mentre l'onda elettromagnetica si muove in avanti. La luce è più intensa dove la freccia blu del campo elettrico è maggire, mentre vi è buio dove la freccia è nulla.

Mi sembra ancora strano pensare ad un campo di forze che si muove in direzione diversa rispetto alla luce, ma credo di capire che la luce è semplicemente un esempio di quelle onde elettromgnetiche di cui abbiamo parlato prima.

Hai perfettamente ragione, Kyla. In generale, la direzione in cui si muove l'onda è detta la direzione del "raggio". Questa direzione del "raggio" è proprio quella dei "raggi" di luce.

Intendi i raggi di luce che entrano da una finestra in una stanza polverosa?

Sì. Quella, e la maggior parte della luce, NON è polarizzata, benchè la forza elettrica si muova ancora su e giù, in direzione perpendicolare a quella del raggio. Nell'immagine sopra, la luce è polarizzata nel piano della freccia gialla. La luce non polarizzata assomiglia piuttosto all'animazione sotto.

Sembra che il piano della freccia gialla si inclini con angoli diversi, mentre la direzione del raggio resta la stessa.

Hai ragione, ma nota che, comunque sia orientato il piano della freccia gialla, le forze elettriche sono sempre perpendicolari alla direzione del raggio. Nella luce non polarizzata, l'inclinazione della freccia gialla cambia casualmente. Useremo l'immagine sotto a sinistra come simbolo della luce polarizzata, e l'immagine a destra come simbolo della luce non polarizzata.


Luce Polarizzata	Luce non Polarizzata

Se il piano giallo di polarizzazione cambia continuamente nella luce non polarizzata, come è possibile trasformarla in luce polarizzata, nella quale il piano non cambia?

Buona domanda, Kyla. Il campo delle forze elettriche in qualunque piano può essere separato in una componente verticale ed una orizzontale, dunque puoi sempre pensare ad un piano di luce diagonale come somma di una componente di luce polarizzata verticalmente e di una polarizzata orizzontalmente. Un buon modo di visualizzare questa idea è immaginare di spingere una pesante scatola.

Puoi spingere la scatola da solo lungo la diagonale, ma dovrai spingere forte per muoverla. Oppure, puoi farla spingere da un amico verso destra mentre tu la spingi avanti; la scatola arriverà nello stesso luogo. Poichè spingete in due, nessuno dei due deve spingere forte come se fosse da solo.

Stai dicendo che posso pensare allo stesso modo per le forze elettriche in un'onda luminosa?

Sì, le forze elettriche in uno dei piani gialli di polarizzazione sono completamente equivalenti alle forze elettriche in un piano verticale PIU' le forze in un piano orizzontale, come mostrato sotto. Questo viene detto "scomporre la luce nelle sue componenti orizzontali e verticali".

Puoi sempre pensare di scomporre la luce nelle sue componenti (di polarizzazione) orizzontali e verticali. Questo è vero sia quando la luce a sinistra è polarizzata, sia quando non la è, ma è istantaneamente polarizzata nel piano indicato nella figura.

Adesso capisco cos'è la luce polarizzata, ma non credo di capire ancora come si ottiene. Perchè possiamo polarizzare la luce con gli occhiali da sole?

Per polarizzare la luce, bisogna farla passare attraverso un filtro polarizzatore. Un buon esempio è un filtro Polaroid. Questi filtri sono composti di strisce parallele di lunghe molecole. Pensiamo ad una lente dove queste strisce siano orizzontali. L'energia della componente orizzontale della luce è assorbita dalle molecole, dunque questa non riesce a passare. La componente verticale può passare, invece, poichè le molecole non possono assorbire la sua energia.

Quindi il filtro seleziona una componente fra tutti i differenti piani di polarizzazione e fa passare solo quella! Ecco perchè la luce polarizzata in un piano orizzontale non riesce a passare attraverso un filtro che assorbe la componente orizzontale della luce.

Vedo che hai capito, Kyla. Abbiamo visto cosa accade alla luce quando passa attraverso una lente, ma quando ne attraversa più di una cominciano a succedere cose davvero strane...

6th