Re: [Ottica] Polarizzatori

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Thu, 26 Jun 2003 21:17:03 +0200

luciano buggio ha scritto:
> ...
> Io sostengo che il termine "componente" non ha nella teoria un chiaro
> significato fisico, e che la nostra diatriba deriva sostanzialmente da
> questo.
> Prendiamo un fascio non polarizzato. Le sue componenti sono tutti i
> possibili piani di polarizzazione, disposti radialmente.
Primo: un fascio non polarizzato non e' la cosa piu' semplice. Conviene
cominciare invece da luce polarizzata.
Secondo: non e' vero quello che dici. In una descrizione classica, luce
non polarizzata e' quella in cui il vettore campo elettrico oscilla
disordinatamente, cambiando continuamente direzione e fase.

> Quando attraversa un polarizzatore, che cosa troviamo al di la di esso?
> Della luce polarizzata linearmente. Ora, nei testi (almeno quelli delle
> scuole medie) trovi comunemente che viene selezionata la direzione
> parallela, tra le "infinite", e non si parla di componenti delle altre: ma
> il conto energetico allora non torrna, perche' cosi' ne risulterebbe una
> trasmissione minima. In realta' quanto viene trasmesso consistente nella
> somma delle proiezioni (elevate al quadrato) di ogni direzione di
> polarizzazione (di ciascuna delle "frecce della rosa") su di un unico
> piano, quello del filtro. Si trova, integrando, che la quantita' di luce
> trasmessa dovrebbe essere la meta'.
Premessa: e' un tuo difetto che ti ho gia' rimproverato altre volte, di
pretendere di basare le discussione di fisica sui testi delle scuole
medie.
A parte che non di rado ci sono vere e propre boiate, comunque sono
sempre trattazioni ultrasemplificate, che quasi inevitabilmente
distorcono le cose. I casi a cui questo giudizio non si applica sono
mosche bianche...
Percio' rifiuto di seguirti su questo terreno.
(Tanto che sono nel discorso, e rivolgendomi non a te, ma ad altri:
purtroppo so che non pochi insegnanti basano la loro "cultura" su quei
libri, che infatti sono scrittipiu' per loro che per glistudenti...
Ossia: non sono piu' capaci di leggere testi universitari, anche quelli
su cui hanno studiato. Si chiama "analfabetismo di ritorno" :-< )

Una descrizione piu' corretta della luce non polarizzata e' una
sovrapposizione casuale di polarizzazioni lineari, secondo direzioni
distribuite uniformemente.
Percio', detto alfa l'angolo generico rispetto alla direzione trasmessa
dal polarizzatore, l'intensita' trasmessa e' I*cos^2(alfa), di cui devi
fare la media su alfa. Dato che il valor medio di cos^2(alfa) e' 1/2,
ecco che ti viene I/2.

> E, se questo non e' possibile (per delle ragioni che tu stesso mi
> opporrai), data la vibrazione lungo una sola direzione,
> qual'e' il meccanismo con cui il polarizzatore fa diventare reale la
> vibrazione, per quanto ridotta in intensita' in ragione dell'angolo, lungo
> una direzione diversa - *cambiandola*?
Sempre nel modello classico, la spiegazione e' semplice: se hai una
polar. lineare nella direzione alfa, questa e' sempre *esattamente*
equivalente alla sovrapposizione di due vibrazioni, una di ampiezza pro.
a cos(alfa) nella direzione permessa, e una prop. a sin(alfa) nella
direzione "proibita". Il polaroid assorbe la seconda e lascia passare la
prima. Tutto qui.

> Tutto cio' che possiamo dire e' che il piano di polarizzazione all'uscita da
> un polaroide, come dal destrosio, "e' cambiato". E' invece tendenzioso dire
> che il polarizzatore "cambia" lo stato di polarizzazione, perche' uno pensa
> che l'ha fatto ruotare, facendo passare nel continuo il suo assetto
> iniziale a quello finale, cosa che si ammette invece dello zucchero.
Se uno pensa cosi' sbaglia, e non c'e' nessun motivo perche' debba
pensarlo.

> Ma se per le sostanze otticamente attive per la rotazione possiamo farci
> un'idea intuitiva (anceh senza sapere che cos'e' fisicamen eun vettore
> elettrico), che cosa dobbiamo immaginarci visivamente per un filtro
> dicroico, dotato di due assi?
> Ammetti o no che qui la risposta non c'e'?
Invece c'e!
Pensa a un polaroid di spessore progressivamente crescente, da zero in
su. Che cosa succede alla luce che l'attraversa?
Nel caso del destrosio si sa: il piano di polarizzazione *ruota* (senza
assorbimento apprezzabile) di un angolo proporzionale allo spessore.
Puo' ruotare anche di 360^o piu'.
Nel caso del polaroid, e' ovvio che a spessore zero non fa nulla. se lo
spessore e' piccolo, la componente "proibita" non viene completamente
assorbita, ma solo attenuata: la trasmissione va con lo spessore con
legge esponenziale.
Dato che invece la componente "permessa" passa indisturbata (in un
polaroid ideale) se ricomponi in uscita le due componenti trovi
un'intensita' ridotta, e un angolo che va progressivamente da alfa a
zero.
Non sto a scrivere formule, ma sarebbe facile...

> Le risposte che io cerco sono del tipo che si possono, se verametne
> esistono nei testi cui rinvii, essere espresse semplicemnte con parole che
> richiamino comportamenti di entita' nello spazio e nel tempo, ma io credo
> che in quei testi si trovino solo formalizzazioni matematiche cui non
> corrisponde nulla di visivamente intuitivo.
Questa e' la solita vecchia diatriba...
Spiacente, la fisica cammina in un altro modo, da ormai 4 secoli. E non
si cura dei Buggio. Dato che i risultati sono tutti gli occhidi tutti,
mi pare inutile continuare a discutere.
A te non piace? Posso solo dire: meno male che non sei ministro :-)
(Anche se non sono mica tanto tranquillo coi ministri che ci toccano...
Ma la fisica non si fa solo in Italia.)

> ...
> Mi dai il destro per dimostrarti che le idee correnti sono molto poco
> chiare.
Diciamo che mi dimostri che sono molto poco chiare a te, ma questo gia'
lo sapevo :)

> Puoi dirmi allora se il fotone che passa attraverso un polarizzatore e' lo
> stesso che e' entrato o e' un altro? Se il fotone che passa attraverso una
> soluzione di zucchero e' lo stesso o e' un altro, se interagendo, per
> esempio, con le molecole della soluzione cambia ad ogni passo?
> Franco (cui ho fatto queste stesse domande, in un reply non ancora
> pubblicato, perche' io non ho precedenza) dice che non e' lo stesso nemmeno
> il fotone che viene trasmesso da un pezzo di vetro: sei d'accordo?
La mia risposta e' che la domanda non ha senso.
Non c'e' modo di sapere se e' lo stesso o no.
Sei capace di suggerire un esperimento che possa decidere?

> Io credo che si possa vantare idee chiare solo se si risponde in modo non
> ambiguo a queste domande. a me pare invece che tu, con quanto dici sopra,
> esprima semplicemente l'idea della complessita' del reale, la sua
> difficolta',
Neanche per sogno! Io lo gente che tira fuori a ogni passo la
complessita' del reale la prenderei a calci didietro!

> ... contro la pretesa di "sempliciotti ingenui" come me a ridurla
> alla comprensibilita' ed alla semnplicita' di concetti intuitivi, del "moto
> di palline", come dice Franco, ritenendo intrinseca alla relata'
> l'impossibilita' di dare una risposta.
Infatti: e questa e' una cosa diversa.
Ti faccio un altro esempio.
Mando un elettrone contro un atomo d'idrogeno. Osservo che esce un
elettrone, e l'atomo resta in uno stato (eccitato oppure no, non
importa) legato.
Posso dire che l'elettrone uscito e' lo stesso che ho mandato? Neanche
per sogno!

> ...
> Non ho tempo adesso per fare questa ricerca nei vecchi post.
> D'atronde non credo che sara' necessaria, perche' in questo stesso Threrad
> dovrai ammettere, se non l'hai gia' fatto, che le mie domande (la mia
> pretesa di visualizzaare fino in fondo il comportamento delle entita'
> fisiche in gioco), sono assurde, e che la fisica non si chiede i perche',
> ed altre amenita' del genere.
Si' certo, in un certo senso la discussione e' vecchia e stantia; ma io
non ho mai detto le cose che mi attribuisci. Ne ho dette altre, anche
qui sopra.
Che il mondo non e' fatto come tu pretendi che sia. Che ci sono cose
perfettamente intuibili, che vanno al di la' di quelle che a te riesce
intuire. Che certe domande sono prive di senso, perche' sottintendono a
forza che il mondo rientri nei tuoi schemi mentali. Che i procedimenti
che tu rifiuti, alla prova dei fatti funzionano, spiegano un monte di
cose, permettono di prevedere fenomeni, d'inventare ogetti e strumenti.
Le tue richieste invece non vanno al di la' di generiche chiacchiere.
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Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
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Received on Thu Jun 26 2003 - 21:17:03 CEST