Re: angolo di rotazione della luce polarizzata

From: Soviet_Mario <Soviet.Mario_at_CCCP.MIR>
Date: Mon, 06 Dec 2010 18:08:35 +0100

Il 05/12/2010 16:31, Tommaso Russo, Trieste ha scritto:
> Soviet_Mario ha scritto:

ehm, perfetto, Tommaso, come al solito.
Veramente, ritengo che gli studenti che tu abbia mai avuto
siano stati veramente fortunati.
Al solito riesci a coniugare un mix incredibile di
competenza tecnica, chiarezza espositiva ed "evocativa" ...
e si, pure pazienza.
CUT
>
> *come qualsiasi altra forma d'onda*, il cavatappi si "muove rigidamente"
> nella direzione di propagazione con velocita' c; se fissi l'attenzione
> su un particolare punto per un certo tempo, ad ogni periodo il vettore E
> compie un giro completo attorno all'asse.

Ok mi torna

>
>> Poi, e questo � l'unico punto su cui, forse ingenuamente, non
>> intravedo difficolt� concettuali, si considera che ognuna delle due
>> luci circolarmente polarizzate, destrorsa e una sinistrorsa,
>> attraversando un mezzo chirale, hanno un diverso indice di rifrazione.
>> E' chiaro che la probabilit� di interagire con le varie regioni
>> "piene" (di densit� elettronica) che ciascuna incontra non saranno
>> uguali.
>> Si pu� quindi proseguire dicendo che una delle due componenti rallenta
>> pi� dell'altra componente.
>
> Non so nulla su mezzi con indice di rifrazione chirale e mi e' difficile
> pensare che l'indice di rifrazione di un mezzo possa dipendere da *una
> componente* dei campi anziche' dal loro valore totale; ma, se tu dici
> che esistono, lo accetto come postulato.

no no, non volevo affatto dire questo. Mi sono spiegato
caninamente. L'indice di rifrazione non � chirale in s�.
Dicevo in un mezzo chirale (es cristalli di un aminoacido
sinistrorso oppure di acido l tartarico) che la luce
destrorsa manifester� un indice di rifrazione diverso da
quella sinistrorsa (parlo di luci polarizzate circolarmente).

>
>> Ma, e qui ho il primo dubbio grosso : rallenta in quanto cambia
>> frequenza o lunghezza d'onda ? Io direi la seconda, ma boh, intuisco
>> poi giusto ?
>
> Si', certamente: nessun mezzo puo' produrre un cambiamento di frequenza.

Si, questa in effetti era una vera cavolata. Me l'ha scritto
anche Gnappa, e in realt� l'avevo saputo a suo tempo.

> Per convincertene, pensa al tempo che impiega un fronte d'onda a
> percorrere il cammino ottico fra un emettitore e un rivelatore: il
> fronte d'onda successivo impieghera' esattamente lo stesso tempo, per
> cui il periodo misurato sara' sempre lo stesso.

Beh ... spiegazione stupid-proof :-)

>
> Al contrario, passando dal vuoto a un mezzo rifrangente, proprio perche'
> nel mezzo la velocita' di propagazione e' minore, la distanza fra il
> fronte d'onda esattamente sulla superficie del mezzo e il successivo
> ancora nel vuoto (cioe' la lunghezza d'onda nel vuoto) risultera'
> maggiore della distanza fra il fronte d'onda esattamente sulla
> superficie e il successivo, gia' nel mezzo (cioe' la lunghezza d'onda
> nel mezzo).

okay, anche qui nessun problema

>
>> Infine, er pejo : se c'� questo rallentamento, perch� la luce
>> LINEARMENTE polarizzata che deriva dalla composizione vettoriale delle
>> due viene ruotata di un angolo costante (fissato lo spazio percorso),
>> e non, invece, ruota a velocit� costante ?
>
> *Procedendo* lungo l'asse di propagazione nel mezzo chirale alla stessa
> velocita' di una delle due componenti, il campo risultante
> effettivamente "ruota" (mentre nel vuoto mantiene la stessa direzion),
> perche' lo sfasamento dell'altra componente varia linearmente con la
> distanza:

uhm, quindi avevo una parte di ragione e torto insieme : ma
non riuscivo ad impostare correttamente il problema. Non
coglievo l'importanza del cammino ottico, ossia immaginavo
che ruotasse (ed era vero) ma a distanza fissa (e questo non
era vero). A dire il vero, mi sbagliavo dato che era errata
una parte del ragionamento

> ma, giunto a uno stesso punto (o dopo l'uscita dal mezzo), lo
> sfasamento rimane quello che e', e la risultante giace sempre sullo
> stesso piano (passante per l'asse di propagazione) anche per le onde che
> arrivano dopo, che hanno effettuato lo stesso percorso e subito la
> stessa rotazione.
>
>> Io non riesco minimamente a intuire perch� debba solo piegarsi il
>> piano di polarizzazione, mentre avrei l'impressione che questo dovesse
>> ruotare anche esso, subire una specie di precessione diciamo.
>> Ho provato a fare dei disegnini con le lancette di due orologi, di cui
>> uno che va pi� lento, e la risultante mi sembra ruoti, non che
>> mantenga uno sfasamento costante.
>
> Quello che dici e' giusto: ma nell'esperimento mentale che fai, tu pensi
> di stare *attraversando* il mezzo chirale a velocita' minore di entrambe
> le componenti, rappresentando entrambe con vettori rotanti.

ehm, diciamo che mi hai letto nel pensiero ed hai
evidenziato un punto che, dandolo per implicito, neanche me
ne rendevo conto. E' proprio come dici, e generalizzando
pensavo valesse anche rimanendo fermo (che � un caso
particolare)

> Mentre
> *procedi*, certo, la risultante delle due "lancette" ruota rispetto alle
> lancette. Quando esci dal mezzo, il secondo orologio torna a muoversi
> con la stessa velocita' del primo, e la risultante mantiene la rotazione
> accumulata rispetto alla risultante che avevi prima di entrare nel mezzo.
>
>> Vi prego : fare il tentativo di ficcarmi in zucca questa cosa.
>
> Credo che tu abbia trovato difficolta' a dover pensare
> contemporaneamente a diversi oggetti "rotanti" in relazione non banale
> fra loro: i due campi elettrici misurati in uno stesso punto, i due
> campi elettrici misurati procedendo lungo la direzione di propagazione
> con velocita' diversa da quella delle onde, e magari anche i fasori di
> ognuna delle componenti lineari. Figuriamoci i ragazzi...

considerazione a latere, ora che hai (anche un collega di
fisica mi ha dato qualche dritta) chiarito i miei dubbi
principali, la conclusione � che non mi sento in grado di
abbozzare nessuna "riduzione significativa" di contenuto.
Non saprei nemmeno valutarne la bont�. Tra l'altro i ragazzi
hanno una nozione abbastanza rudimentale di luce e
radiazioni em, pi� della mia, e nessuna esperienza
precedente di vettori rotanti il cui punto di applicazione
si sposta pure. Figurarsi se tento di far loro immaginare
cosa succede combinandone due che si spostano e manco a
velocit� uguale.
Mi spiace, ma � un problema oltre la mia capacit� divulgativa.
A questo punto chiedo cosa si potrebbe fare secondo te
(secondo tutti voi), se abbia senso porsi il problema, e boh
... Magari � davvero meglio dire solo, assiomaticamente, che
esiste una luce che contiene componenti chirali, che
interagiscono in modo diverso nei mezzi chirali, e che viene
ruotata in funzione del cammino ottico. Punto.

>> Non lo dico manco tanto per me stesso (in effetti mi interessa in modo
>> modesto), ma perch� se ne capissi quel tanto che basta, sicuramente
>> potrei fare un'opera pia per quei ragazzi che sento sciorinare a
>> memoria frasi strampalate su questa benedetta luce polarizzata (che
>> gli spiegano biologi, geologi e quant'altro)
>
> Se con quanto ho scritto non sono riuscito a farti visualizzare come
> funzionano le cose, temo che l'unico modo sia di trovare in rete o fare
> ex novo dei disegni piu' esplicativi.

No, ci sei riuscito, e molto bene anche. In effetti la
situazione mi risulterebbe difficile da spiegare e anche
(soprattutto) da disegnare. Ci vorrebbe un'animazione.
Non mi dispiacerebbe, se solo avessi tempo, farci un
mini-programmino per generarla, ma con lavagna e gesso,
getto la spugna prima di tentare

>
> Che eta' hanno questi ragazzi?

sono in IV superiore, circa 18 anni. Ma le basi di fisica
sono piuttosto modeste, e spesso il programma alle spalle �
pieno di buchi. PEr carit�, colpa di nessuno ! Anche di
chimica son pieni di buchi, somigliano a scolapasta.

E' un problema che non potr�/sapr� risolvere ... cmq
consigli sono sempre bene accetti.
Di nuovo grazie 10000 della cristallina spiegaZ.
ciao
Soviet

> ciao
>
Received on Mon Dec 06 2010 - 18:08:35 CET