في الصباح التالي لليلة باردة ابحث عن طبقة رقيقة من الجليد (أزهار الصقيع) على نافذة مواجهة للشمس. انتظر حتى يذوب بعض الثلج ليصنع بركة مياه أو أضف أنت
المياه بنفسك (شكل 1) . انظر إلى البركة لكي ترى طبقات الجليد في الانعكاس. لماذايكون الجليد ملونا في الانعكاس؟
شكل 1:انعكاس بلورات الجليد عبر بركة المياه ينتج عنه ألوان.
يُعتبر غشاء تغليف الطعام البلاستيكي عديم اللون ولكن إذا أدخلت طبقة طويلة ومشدودة من غشاء التغليف بين فلترين ،مُستقطِبَين، فإنها تتلون بألوان متنوعة. وإذا أدرت أحد الفلترين حول مركزه، يتغيَّر اللون. ويمكن الاستعاضة عن غشاء تغليف الطعام بطبقات متعدّدة من شريط لاصق شفاف ما سبب هذه الألوان؟
تستند أعمال فنية حديثة إلى الألوان الناتجة عن بلاستيك موضوع في ضوء مستقطب. وفي بعض الأعمال، تنشأ ألوان الفسيفساء المختلفة من خلال الاستعانة بطبقات سيلوفان مشدودة ذات سُمك واتجاه مُتباين. وتُضاء الفسيفساء من خلال الضوء القادم من فلتر مستقطب مثبت على واجهة جهاز بروجيكتور مضيء. يرى الناظر الفسيفساء عبر فلتر مُستقطب آخر.
كما يبتكر بعض الفنانين أعمالاً فنية ثلاثية الأبعاد باستخدام البلاستيك والفلاتر المستقطبة. يُستقطب الضوء المار عبر البلاستيك إما من خلال فلتر مثبت على البلاستيك أو من خلال انتشار الضوء القادم من الجزيئات الموجودة في السماء، وربما ترى أحيانًا استعراضا مشابها للألوان إذا ارتديت نظارة شمسية مستقطبة أثناء النظر عبر نافذة الطائرة أثناء طيرانها.
إذا كنتَ ترتدي نظارة شمسية مستقطبة أثناء قيادة السيارة، لعلك تلاحظ بقعا كبيرة، عادةً تكون مرتبة في شكل أنماط معينة على النوافذ الخلفية للسيارات الموجودة أمامك. ما سبب ظهور هذه البقع؟
الجواب: يُقال إنَّ الثلج وغشاء تغليف الطعام المشدود وشريط السوليفان الشفاف والنوافذ الخلفية المضغوطة هي مواد ذات انكسار مزدوج. عندما ينتقل الضوء المستقطب عبر مادة ذات انكسار مزدوج، فإن اتجاه الاستقطاب يدور حول مسار الضوء. ويختلف مدى الدوران باختلاف الألوان؛ حيث يبزر اللون الأحمر من مادة ذات استقطاب معين، بينما يبرز اللون الأصفر من استقطاب مختلف؛ وهكذا. وإذا قطع فلتر مُستقطب طريق الضوء البارز فإنه ينقل اللون ذي الاستقطاب «المناسب» ويحجب الضوء ذي الاستقطاب «غير المناسب». وعلى الرغم من البدء بالضوء الأبيض، فإننا ننتهي بضوء ملون.
وفي حالة أزهار الصقيع، يكون الضوء المبدئي ضوء سماء مُستقطب والجليد هو المادة ذات الانكسار المزدوج. ورغم ذلك، الضوء المنبعث من الجليد لا ينفذ عبر فلتر مستقطب. وبدلا من ذلك، ينعكس الضوء من بركة المياه. ينتقي ذلك الانعكاس الضوء المستقطب أفقيًّا فقط، وتصلك الألوان المنبعثة من الجليد الذي له ذلك الاتجاه من الاستقطاب.
وفي حالة النافذة الخلفية للسيارة تصير أشعة الشمس مستقطبة أفقيًّا عندما تنعكس إما من السطح الخارجي أو الداخلي للنافذة المائلة، وارتداء سائق السيارة الخلفية نظارة شمسية مستقطبة يحجب الضوء المستقطب، ومن المفترض أن تبدو النافذة معتمة نسبيا. ورغم ذلك، ينتقل جزء من الأشعة المنعكسة من السطح الداخلي عبر أجزاء من الزجاج ذات انكسار مزدوج وعبر تغيرات في الاستقطاب، تلك الأجزاء من الزجاج هي تلك التي تعرضت للضغط أثناء عملية التصنيع لأسباب تتعلق بالسلامة. وتم تبريد الزجاج سريعًا من حالة الانصهار باستخدام نفاثات هوائية بحيث يتعرض الزجاج للضغط . وإذا تحطم الزجاج فيما بعد، يتسبب الضغط المعزز داخل الزجاج في تهشمه إلى أجزاء صغيرة غير مؤذية؛ وليس إلى شظايا خطيرة والأجزاء التي تم تبريدها بالنفاثات الهوائية هي المواضع التي يتغير عندها استقطاب الضوء المنعكس من السطح الداخلي. والنظارة الشمسية المستقطبة التي يرتديها سائق السيارة الخلفية تمرر جزءا من ذلك الضوء؛ ومن ثم تكون تلك الأجزاء أكثر سطوعًا عن باقي النافذة الخلفية. ربما يكون نسق الضغط ظاهرًا على نحو طفيف حتى من دون ارتداء نظارات شمسية مستقطبة إذا كان الضوء الذي يُضيء النافذة الخلفية هو ضوء سماء مستقطب بالأساس بدلا من أشعة الشمس المباشرة غير المستقطبة. وعندما يمر الضوء المستقطب عبر النافذة لينعكس على السطح الداخلي، يمر جزء من الضوء عبر الأجزاء المضغوطة ويتغير اتجاه استقطابه وتختلف حدة انعكاسات هذا الضوء والضوء الثابت المنبعث من باقي السطح الداخلي؛ ومن ثم يستطيع سائق السيارة الخلفية أن يرى النسق على النافذة الخلفية. ويُمكن رؤية نسق مُشابه على نافذة الطائرة أيضًا.
