Lyspolarisering skaber kunst, forklarer matematiske begreber

Polariseringen af ​​lys understøtter en række nyere teknologiske innovationer, herunder 3D-biograf og LCD-skærme. I LCD'er er små elektronisk kontrollerbare flydende krystalelementer klemt mellem polarisatorer. Hvis der i stedet for andre gennemsigtige polarisationsændrende film - såsom cellofangavepapir og emballagetape - placeres mellem et sæt polarisatorer, kan en række polarisationsfiltrerede farver observeres.

I American Journal of Physics , Aaron Slepkov, fra Trent University i Canada, udforsker fysikken i, hvordan sådanne farver opstår, hvordan de kan kontrolleres, og hvorfor subtile ændringer i betragtningsvinkel, prøveorientering og rækkefølgen af ​​lag af film mellem polarisatorer kan have dramatiske effekter på de observerede farver.

Forskningen lægger vægt på visuelle eksempler på begreber relateret til dobbeltbrydning, såsom addition, subtraktion og rækkefølge af operationer. For eksempel illustreres den ikke-kommutative karakter af dobbeltbrydende addition typisk ved brug af formel matrixmatematik. Men i dette tilfælde bruger forskerne farvevisualisering.

"Jeg bruger et visuelt farvesprog til at illustrere subtil fysik, som ofte kun demonstreres matematisk," sagde Slepkov.

Han var delvist inspireret af kunstneren Austine Wood Comarows arbejde, som gjorde karriere i at anvende polarisationsfiltrerede farveteknikker i kunst. Austine opfandt udtrykket "polage" eller polarisering af collage for at henvise til hendes kunst.

Austine skabte en bred vifte af værker ved hjælp af sofistikeret lagdeling af skåret cellofan og andre dobbeltbrydende polymerfilm, blandet med lag af filmpolarisatorer. Hendes værker spænder fra små enkeltstående stykker, der passer på en hylde til massive karrierespændende installationer i institutioner, såsom Disney Epcot Center i 1981 og Gyeongsangnam-do Institute of Science Education, i Jinju, Sydkorea, i 2017.

"I dette arbejde tydeliggør jeg sammenhængen mellem polarisationsfiltrering og de observerede farver. Jeg demonstrerer, hvordan forskellige aspekter af dobbeltbrydning i almindelige husholdningsfilm giver muligheder og udfordringer for deres brug i kunst," sagde Slepkov.

For at skabe polarisationsfiltreret farve er alt, hvad der er nødvendigt, en dobbeltbrydende prøve klemt mellem polarisatorer, der danner en polarisationsport. Mange husholdningsartikler kan give en kalejdoskopisk række af farver og mønstre.

Gennemsigtigt plastbestik giver for eksempel en klassisk demonstration, hvor lokaliseret belastning i polymerstrukturen resulterer i differentiel dobbeltbrydning, som kan observeres gennem en polarisationsport. Ligeledes kan noget tilfældigt foldet køkkenfolie, gavekurvfilm og lagdelt klæbebånd danne indviklede billeder, der minder om farvede glasvinduer.

"Manipulationen af ​​dobbeltbrydende film med det formål at skabe farvebilleder er sjov og intellektuelt stimulerende. Meget af den nuancerede fysik polarisering, dobbeltbrydning, retardans og farveteori kan observeres i denne tilgængelige, men ekspansive bestræbelse," sagde Slepkov. + Udforsk yderligere

Højeste renhedsgrad opnået for polariserede røntgenstråler