Polarizzazione

Da molto tempo si conosceva la p. come un comportamento particolare della luce, senza però essere in grado di fornirne una spiegazione scientifica; fino a quando la stessa luce non è stata compresa come un fenomeno ondulatorio e si è dimostrato che la p. era un comportamento tipico delle onde elettromagnetiche.
Per avere un’idea intuitiva di questo fenomeno si pensi a un raggio di luce naturale; esso si sposta in linea retta e, quando colpisce una superficie lucida, viene riflesso: se la superficie è metallica, il raggio rimane inalterato; se invece la superficie è di materiale plastico oppure se è uno specchio d’acqua, il raggio viene modificato, viene ‘polarizzato’. Qualcosa di analogo avviene quando il raggio di luce attraversa determinati materiali detti appunto "polarizzanti".
Un raggio di luce normale non è un’onda elettromagnetica unica, ma un fascio di molte onde di differente frequenza, che viaggiano in una stessa direzione: ad esempio un raggio di luce bianca contiene tutte le frequenze dal rosso al violetto (non così un raggio laser, che è un raggio di luce monocromatica). Le onde non sono soltanto diverse tra loro per la frequenza, ma anche per il piano su cui vibrano: alcune possono oscillare su un piano verticale, altre su un piano leggermente ruotato verso destra o verso sinistra, altre sul piano orizzontale, ecc.
Per p. si intende il fenomeno per cui il numero di questi piani di oscillazione si riduce drasticamente: in particolare, le varie onde che compongano un raggio di luce polarizzata oscillano tutte su uno stesso piano. Ciò avviene quando la luce attraversa determinati materiali detti appunto polarizzanti e anche – in parte – quando viene riflessa (come si è detto) dall’acqua, dal vetro, dalla plastica, dalle foglie della vegetazione e da molti altri materiali (non metallici).
Il fenomeno diventa ancora più interessante (per tutta una serie di applicazioni pratiche) quando si scopre che alcuni materiali sono trasparenti soltanto se la luce che li colpisce è polarizzata in un determinato modo, altrimenti sono opachi: ad esempio, lasciano passare le onde elettromagnetiche che oscillano sul piano verticale, mentre invece bloccano quelle a oscillazione orizzontale.
Nel 1934 Edwin H. Land con la sua – allora – piccola società (Polaroid) aveva messo a punto uno di questi materiali. Lo propose immediatamente all’industria automobilistica, convinto che si sarebbero potuti evitare molti incidenti impedendo l’abbagliamento tra macchine che di notte viaggiano in senso contrario: bastava fare in modo che i vetri delle macchine fossero opachi alla luce dei fari opportunamente polarizzata. La Ford declinò l’offerta.
Fu invece l’industria degli occhiali e poi la Kodak a interessarsi alla scoperta. I fotografi, in particolare, avevano notato che applicando un filtro polarizzatore sull’obiettivo, in varie situazioni, era possibile migliorare la ripresa. In pratica la parte della luce del sole riflessa dal pulviscolo atmosferico o da altre superfici è polarizzata; in un panorama, ad esempio, essa determina una sorta di foschia, che però non sarà visibile in fotografia quando il fotografo fa un uso sapiente del filtro polarizzatore. Allo stesso modo i colori appaiono più saturi, uno specchio d’acqua perde ogni riflesso, il vetro che protegge un quadro scompare.
Come si è detto, il fenomeno della p. riguarda tutte le onde elettromagnetiche, non solo la banda delle onde visibili. Oggi il principio è ampiamente sfruttato nelle trasmissioni di segnali radio, video, radar, ecc., dal momento che – grazie alla p. – è possibile distinguere il segnale affidato a un’onda polarizzata in un modo, da quello affidato a un onda della stessa frequenza ma polarizzata in forma diversa. Ciò consente un miglior sfruttamento dello spettro elettromagnetico, pur garantendosi contro le interferenze.

F. Lever