ما الذي يحدث؟
تنتج الألوان التي تراها هنا عن الاختلافات في سرعة الضوء المستقطب في أثناء انتقاله عبر الشريط الشفاف.
في الشريط الشفاف، تُشد جزيئات البوليمر الطويلة بالتوازي مع طول الشريط. ينتقل الضوء المستقطب الموازي لتمدد الجزيئات عبر الشريط انتقالًا أبطأ من الضوء المستقطب المتعامد على الامتداد.
كل مادة لها مؤشر انكسار، وهو نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعة الضوء في المادة. ينتقل الضوء عبر الشريط الذي استخدمته في هذا العرض التوضيحي بسرعتين مختلفتين. (تسمى المواد التي تحمل هذه الخاصية بالمواد ثنائية الانكسار birefringent، وهي مشتقة من الكلمات اليونانية التي تعني «الانكسار المزدوج»).
عندما يدخل الضوء المستقطب إلى الشريط، فمن المحتمل ألا يتماشى اتجاه الاستقطاب مع طول الشريط. إذا كان الضوء مستقطبًا في اتجاه لا يُصطف، فسينقسم اتجاه الاستقطاب إلى مكونين متعامدين. سيكون أحد هذه المكونات موازيًا لطول الشريط والآخر عموديًّا.
الموجات التي يضمها هذان المكونان تتماشى في البداية بعضها مع بعض. ولكن عندما تنتقل بسرعات مختلفة عبر الشريط، فإنها تخرج عن المسار –أي إن قمة إحدى الموجات لم تعد تصطف مع قمة الأخرى. عندما تظهر هذه الموجات الضوئية الخارجة عن المسار من الشريط الموجود على الجانب الآخر، فإنها تتحد مجددًا، صانعةً ضوءًا باستقطاب مختلف عن الضوء الأصلي.
كلما كان الشريط أكثر سمكًا، خرجت المكونات عن المسار وزاد التغيير في الاستقطاب. على سبيل المثال، إذا جُمع بين الموجتين بعد تأخر إحداهما بمقدار نصف طول موجي، فسيجري تدوير اتجاه استقطاب الضوء بمقدار 90 درجة.
يتكون الضوء الأبيض من الضوء بجميع الألوان أو الأطوال الموجية. ونظرًا إلى أن مؤشر انكسار الشريط يختلف باختلاف لون الضوء، فإن لكل لون زوجًا فريدًا من السرعات الخاصة به في أثناء مروره عبر الشريط. والنتيجة هي أن استقطاب كل لون يتغير بمقدار مختلف لسمك معين من الشريط.
عندما تُوضع قطعة ثانية من المستقطب فوق الشريط ويجري تدويرها، فإنها تنقل ألوانًا مختلفة بزوايا مختلفة. يفسر هذا تركيبات الألوان التي تراها في زاويةٍ معينةٍ، وللتغيرات في اللون في أثناء تدوير المستقطب.
|