La fisica al cinema.
Sabato sono andata al cinema, a vedere un film in 3d. Il mio divertimento maggiore è stato incrociare in ogni posizione due paia di occhiali “speciali 3d” (il secondo fregato al mio fidanzato) durante la luuuuuunga pubblicità iniziale, così, tanto per pariare. Sì, mi diverto con poco.
Iniziamo col dire, per chi non lo sapesse, qual è il principio base del 3d.
L’immagine 3d viene costruita dal cervello elaborando le due diverse visuali che riceve dai nostri occhi. Per rendervi meglio conto di quanto sto dicendo, chiudete prima un occhio e poi l’altro e osservate bene oggetti in primo piano rispetto allo sfondo.
Per avere una visione stereoscopica tridimensionale si deve far arrivare ai due occhi due immagini – per così dire – “dedicate”. Una scena, quindi, va ripresa mediante due telecamere poste ad una distanza pari a quella tra le pupille. Come selezionare però per ciascun occhio le immagini giuste? Qui entrano in gioco i meravigliosi occhiali, i quali non son altro che polarizzatori.
La tipologia più semplice (e anche la più diffusa) di polarizzatore è quella lineare; essi sono dei filtri che trasmettono solo la radiazione elettromagnetica il cui campo elettrico giace lungo l’asse di polarizzazione. (Per maggiore chiarezza, la visualizzazione grafica è sempre la migliore, e mi perdonerete se mi affido a wikipedia).
Di conseguenza, affacciando due filtri i cui assi sono posti a 90° l’un l’altro, la luce viene totalmente bloccata:
E allora è fatta. La versione semplice della storia è che le immagini vengono proiettate polarizzate perpendicolarmente l’una rispetto all’altra, in modo che i polarizzatori (orientati anch’essi perpendicolarmente fra loro ma parallelamente alla relativa immagine) selezionino l’immagine destra per l’occhio destro – schermando totalmente quella per l’occhio sinistro – e viceversa.
In realtà la storia non è esattamente questa. Infatti, se così fosse, dovremmo stare con la testa perfettamente dritta, e ferma immobile, perché basta un piccolo angolo di inclinazione a far passare una parte della luce. Ecco perché gli occhiali 3d sono costruiti con polarizzatori detti circolari: selezionano solo la luce il cui campo elettrico ruota in senso orario, o anti orario nel piano di propagazione.
Il polarizzatore circolare può esser costruito affacciando un polarizzatore lineare ad una lamina detta a quarto d’onda. Quest’ultima crea un ritardo nell’onda elettromagnetica di ¼ di lunghezza d’onda; il risultato è che inviando luce polarizzata linearmente attraverso la lamina a quarto d’onda, si crea luce polarizzata in modo circolare destrorsa o sinistrorsa a seconda di come è orientato il polarizzatore lineare.
Per questi polarizzatori è importante inviare correttamente il fascio luminoso. Infatti, per generare (o per filtrare) luce polarizzata circolarmente bisogna inviare luce sulla faccia del polarizzatore lineare (o della lamina a quarto d’onda).
Se volessimo generare luce polarizzata circolarmente inviando luce non polarizzata attravero la faccia della lamina a quarto d’onda si otterrà luce polarizzata linearmente! Infatti, ritardare l’onda non polarizzata in ingresso… è totalmente inutile. Quindi avrete solo il comportamento dell’interfaccia del polarizzatore lineare. Lo so, sto generando confusione, ma se ci pensate un attimo (e soprattutto, avendo degli occhiali 3d con cui giocare) vi renderete conto che è proprio così.
Ora, un modo per riconoscere se un polarizzatore è lineare o circolare è quello di osservarlo davanti ad uno specchio, dal momento che esso inverte i sensi di rotazione. Guardando l’immagine riflessa dal polarizzatore attraverso il polarizzatore stesso, si osserverà una radiazione sinistrorsa che attraversa un filtro destrorso: il filtro bloccherà la radiazione. Cambiando il verso degli occhiali, noteremo un comportamento da polarizzatore lineare; infatti l’inversione attraverso lo specchio non altera l’asse della polarizzazione, risultando invariata l’intensità luminosa. Spero che le due immagini seguenti vi chiariscano le idee e vi convincano; notate come gli occhiali sono posti rispetto allo specchio.
Per il resto, potete sbizzarrirvi come volete, vi aiuterà anche a capire meglio quanto detto finora. Ecco allora alcune immagini sciocche.
_Gre_ 