Un chercheur de l’Université de Trent a exploré le concept de polarisation et la façon dont diverses couleurs apparaissent lorsque des matériaux sont placés entre un ensemble de polarisateurs, dans le cadre d’un effort visant à utiliser la visualisation en couleur pour des concepts physiques subtils qui ne sont généralement démontrés que mathématiquement. Le chercheur a également analysé la manière dont ces couleurs peuvent être contrôlées et les effets sur celles-ci de la modification de l’angle de vue, de l’orientation de l’échantillon et de l’ordre des couches entre les polarisateurs.
Dans l’étude, le chercheur a utilisé des exemples visuels de concepts liés aux biréfringences – la propriété optique d’un matériau avec un indice de réfraction qui dépend de la polarisation et de la direction de la lumière – comme la soustraction, l’addition et l’ordre des opérations.
Habituellement, les mathématiques matricielles formelles sont utilisées pour expliquer la nature non commutative de l’addition biréfringente. Toutefois, dans cette étude, publiée dans l’American Journal of Physics, le chercheur a utilisé la visualisation en couleur à cette fin.
“J’utilise le langage visuel de la coloration pour illustrer la physique subtile qui n’est souvent démontrée que de manière mathématique”, a déclaré Aaron Slepkov, l’auteur de l’étude, de l’Université Trent au Canada. Slepkov s’est inspiré du travail de l’artiste Austine Wood Comarow, qui a trouvé une profession dans l’application de techniques de coloration filtrée par polarisation aux beaux-arts. Austine a appelé son art “polage” ou “polarisation du collage”.
Elle a utilisé des couches sophistiquées de cellophane coupé et d’autres films polymères biréfringents et a créé une variété de pièces d’art allant de petites pièces autonomes à d’énormes installations exposées dans des institutions.
“Dans ce travail, je clarifie le lien entre le filtrage de la polarisation et les couleurs observées. Je démontre comment les divers aspects de la biréfringence des films ménagers courants offrent des possibilités et des défis pour leur utilisation dans l’art”, a déclaré Slepkov.
Pour produire des couleurs filtrées par polarisation, il suffit de prendre en sandwich un échantillon biréfringent entre des polarisateurs qui forment une porte de polarisation. Ce phénomène peut être observé dans de nombreux articles ménagers qui reflètent un ensemble de couleurs et de motifs comme un kaléidoscope. Les couverts en plastique transparent, les emballages de cuisine pliés, les films pour paniers cadeaux et les rubans adhésifs superposés sont quelques-uns de ces articles.
“La manipulation de films biréfringents dans le but de créer des images en couleur est amusante et intellectuellement stimulante. Une grande partie de la physique nuancée de la polarisation, de la biréfringence, du retardement et de la théorie des couleurs peut être observée dans le cadre de cette entreprise à la fois accessible et ambitieuse”, a déclaré M. Slepkov.
