La polarizzazione della luce crea arte

Esplorata la fisica di come i colori emergono e perché sottili cambiamenti nell'angolo di visione possono avere effetti rilevanti sui colori osservati

La polarizzazione della luce è alla base di una serie di recenti innovazioni tecnologiche, tra cui cinema 3D e LCD. Negli LCD, minuscoli elementi a cristalli liquidi controllabili elettronicamente sono inseriti tra i polarizzatori. Se, invece, altre pellicole trasparenti che alterano la polarizzazione, come la carta da regalo in cellophan e il nastro da imballaggio, vengono posizionate tra una serie di polarizzatori, è possibile osservare una serie di colori filtrati dalla polarizzazione.

Nell'American Journal of Physics (1), di AIP Publishing, il dottor Aaron Slepkov (2), della Trent University in Canada, esplora la fisica di come questi colori emergono, come possono essere controllati e perché sottili cambiamenti nell'angolo di visione, nell'orientamento del campione e nell'ordine di strati di pellicole tra i polarizzatori possono avere effetti rilevanti sui colori osservati.

La ricerca enfatizza esempi visivi di concetti relativi alla birifrangenza, come addizione, sottrazione e ordine delle operazioni. Ad esempio, la natura non commutativa dell'addizione birifrangente viene tipicamente illustrata utilizzando la matematica a matrice formale. Tuttavia, in questo caso, i ricercatori utilizzano la visualizzazione del colore.

«Uso un linguaggio visivo di colorazione per illustrare la fisica sottile che spesso viene dimostrata solo matematicamente», ha detto Slepkov.

È stato ispirato, in parte, dal lavoro dell'artista Austine Wood Comarow, che ha fatto carriera nell'applicazione di tecniche di colorazione filtrate per polarizzazione nelle belle arti. Austine ha coniato il termine “polage”, o polarizzazione del collage, per riferirsi alla sua arte.

Austine ha creato una vasta gamma di opere utilizzando sofisticate stratificazioni di cellophan tagliato e altre pellicole polimeriche birifrangenti, intervallate da strati di polarizzatori a pellicola. I suoi pezzi spaziano da piccoli pezzi autonomi che stanno su uno scaffale a enormi installazioni che abbracciano la carriera in istituzioni, come il Disney Epcot Center nel 1981 e il Gyeongsangnam-do Institute of Science Education, a Jinju, in Corea del Sud, nel 2017.

«In questo lavoro, chiarisco il legame tra il filtraggio della polarizzazione e i colori osservati. Dimostro come vari aspetti della birifrangenza nei comuni film per la casa forniscano opportunità e sfide per il loro uso nell'arte», ha affermato Slepkov.

Per creare un colore filtrato dalla polarizzazione, tutto ciò che serve è un campione birifrangente inserito tra i polarizzatori che formano una porta di polarizzazione. Molti articoli per la casa possono fornire una gamma caleidoscopica di colori e motivi.

Le posate di plastica trasparente, ad esempio, forniscono una classica dimostrazione, in cui la deformazione localizzata nella struttura del polimero si traduce in una birifrangenza differenziale, osservabile attraverso una porta di polarizzazione. Allo stesso modo, la pellicola da cucina piegata in modo un po' casuale, la pellicola per cestini regalo e il nastro adesivo a strati possono formare immagini complesse che ricordano le vetrate.

«La manipolazione di pellicole birifrangenti allo scopo di creare immagini a colori è divertente e intellettualmente stimolante. Gran parte della fisica sfumata di polarizzazione, birifrangenza, ritardo e teoria del colore può essere osservata in questo sforzo accessibile ma espansivo», conclude Slepkov.

Riferimenti:

(1) Painting in polarization

(2) Dr. Aaron Slepkov : Biomaterials at Trent University

Descrizione foto: La birifrangenza stocastica indotta dallo stress all'interno di cucchiai di plastica lasciati al sole caldo viene visualizzata attraverso la colorazione filtrata dalla polarizzazione. I cucchiai sono posti tra una coppia di fogli polarizzatori co-allineati in una disposizione a cancello aperto, con un retro di carta pergamena che funge da diffusore per l'illuminazione della luce solare. - Credit: Aaron Slepkov, Trent University.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Light Polarization Creates Art, Explains Mathematical Concepts