Re: Birifrangenza

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Thu, 15 May 2003 21:34:18 +0200

Alessandro ha scritto:
> Quando un raggio di luce entra in un materiale birifrangente esso viene
> diviso in due, con differenti velocita' di propagazione (indice di
> rifrazione del materiale anisotropo) e differenti stati di polarizzazione. A
> causa della diversa velocita' essi accumulano un certa differenza di fase e
> quindi, se ricombinati, generano interferenza.
Non e' vero! Raggi con diverse polarizzazioni (ortogonali) *non
interferiscono*!
L'intensita' e' sempre la somma delle due.

> Questo fenomeno viene anche
> utilizzato per l'analisi di stress di materiali in esperimenti che vanno
> sotto il nome di fotoelasticita'. Io in realta' sono interessato a questo ma
> la mia domanda e' piu' generale. Ovunque abbia letto qualcosa al riguardo
> si parla di luce incidente polarizzata ed osservazione della luce emergente
> tramite polarizzatore.
Infatti: i polarizzatori sono necessari proprio perche' quella che vedi
non e' affatto interferenza, anche se ne ha l'aspetto (strisce colorate,
ecc.)

Il meccanismo e' il seguente. Supponi che lo stato di tensione del tuo
materiale provochi birifrangenza secondo due assi, che chiamo x e y.
Mando nel materiale luce secondo z, polarizzata linearmente a
45^(bisettrice di x e y).
Allora le due componenti x e y viaggiano con velocita' diverse, ed
essendo entrate in fase, escono sfasate di un angolo che dipende dalla
birifrangenza e dallo spessore del materiale.
Ricombinandole (sfasate) otterrai uno stato di polarizzazione diverso,
che puo' andare da quello iniziale (sfasamento 0) a una polar. circolare
(sfasamento 90^) a una polarizzazione lineare secondo l'altra bisettrice
(sfasamento 180^), ecc.
Ora metti in uscita un altro polarizzatore, parallelo al primo: se lo
sfasamento era 0, la luce passa tutta. Se era 90^, ne passa meta'. Se
era 180^, non passa affatto...
Quindi nelle diverse zone del materiale vedrai piu' o meno luce
(apparenza di frange) a seconda dello stato di tensione.
Se il polarizzatore in uscita lo ruoti di 90^, succedono cose analoghe,
con luce e buio scambiati.
Infine: perche' i colori? Semplicemente perche' lo sfasamento provocato
dalla birifrangenza non e' lo stesso a tutte le lunghezze d'onda.

Puoi verificare questi effetti con materiali modesti: due pezzi di
polaroid, dei fogli di polietilene e dei pezzi di polistirolo (scatole).
Il polietilene spesso diventa birifrangente durante il processo di
laminazione. Il polistirolo subisce un trattamento piu' complicato nello
stampaggio.
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Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
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Received on Thu May 15 2003 - 21:34:18 CEST