Polarizzazione delle onde EM

Finora abbiamo trattato l’onda EM piana con $\vec{E}$ che oscilla lungo una direzione fissa (per esempio $y$) e $\vec{B}$ lungo un’altra fissa ($z$): un’onda di questo tipo si dice linearmente polarizzata. La direzione di oscillazione di $\vec{E}$ definisce la polarizzazione dell’onda.

Polarizzazione di un'onda EM

La polarizzazione è la direzione del campo elettrico $\vec{E}$. Il campo magnetico $\vec{B}$ è sempre a $90^\circ$ rispetto a $\vec{E}$: scelto $\vec{E}$, anche $\vec{B}$ è determinato.

A seconda di come la punta del vettore $\vec{E}$ si muove nel piano trasverso alla direzione di propagazione, si distinguono tre casi:

• Polarizzazione lineare: $\vec{E}$ oscilla lungo una retta fissa.
• Polarizzazione circolare: $\vec{E}$ ha modulo costante e ruota su un cerchio (somma di due polarizzazioni lineari ortogonali sfasate di $\pi/2$ con la stessa ampiezza).
• Polarizzazione ellittica: somma di due polarizzazioni lineari ortogonali con ampiezze e/o fasi diverse; la punta di $\vec{E}$ descrive un’ellisse. È il caso generale, di cui lineare e circolare sono casi limite.

I tre tipi di polarizzazione, visti guardando l’onda “in faccia”: traiettoria della punta di $\vec{E}$ nel piano trasverso.

Contesto storico — La luce non polarizzata

La luce solare è non polarizzata: una sovrapposizione disordinata di onde con polarizzazioni casuali, perché ogni atomo della fotosfera emette indipendentemente dagli altri. Lampadine a incandescenza, fiamme di candela, vecchi schermi a tubo catodico emettono ugualmente luce non polarizzata. Gli LCD dei nostri schermi, i laser e la luce riflessa da superfici lucide a certi angoli sono invece sorgenti polarizzate (Walker 2013).

Collegamenti

Argomenti: Onde elettromagnetiche Concetti: Polarizzazione e legge di Malus · Onda elettromagnetica · Campo elettrico

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