Comprendere il filtro polarizzatore: la polarizzazione della luce ed il cielo azzurro

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In un precedente articolo abbiamo visto come l’angolo di incidenza della luce rispetto ad un piano riflettente sia in grado di modificare la polarizzazione della luce riflessa (Angolo di Brewster). Abbiamo anche visto come poter usare a nostro vantaggio questo angolo in modo da eliminare, sempre mediante un filtro polarizzatore, i riflessi.

Nell’articolo odierno continueremo a parlare di polarizzazione, luce polarizzata e filtri polarizzatori ma concentrandoci principalmente sul cielo. O meglio su come fare in modo da ottenere il massimo dal nostro filtro quando si fotografa il cielo azzurro.

Sicuramente saprete che il colore del cielo è dovuto alla presenza, nell’atmosfera, di pulviscolo e goccioline d’acqua. Elementi che, una volta colpiti dai fotoni provenienti dal sole, ne deviano la traiettoria (fenomeno della diffusione) facendo in modo che la luce si propaghi (i fotoni) in tutte le direzioni (la diffusione avviene maniera disordinata e in buona misura casuale). In particolare, il pulviscolo presente nell’atmosfera diffonde con più facilità le alte frequenze (quindi quelle intorno al colore blu) rispetto alle basse frequenze (quelle intorno al rosso). Ne deriva che la componente della luce intorno al rosso ci arriva in maniera molto più diretta dal sole rispetto alla componente intorno al blu che invece ci arriva da tutte le direzioni. Per questo motivo il cielo è blu mentre il sole è giallo invece che totalmente bianco (l’atmosfera ha sottratto parte del blu alla luce che ci arriva dal sole).

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Per renderci conto ad occhio nudo di questo fenomeno, basta osservare il sole in due posizioni ben definite: allo zenit e al tramonto. Quando il sole è allo zenit, la luce fa un percorso, nell’atmosfera terrestre, ben più breve rispetto al tramonto per giungere al nostro occhio. Percorso più breve significa una minore quantità di diffrazione. Ed infatti quando il sole è allo zenit ci appare più bianco, più luminoso, mentre quando è al tramonto assume una colorazione tanto più rossa quanto più è vicino all’orizzonte.

Un filtro polarizzatore avrà il massimo effetto quando la luce solare forma un angolo di 90° rispetto all’asse dell’obiettivo (quindi sole allo zenit, per intenderci). Quando il Sole è allo zenit, la luce diffusa proviene principalmente dal piano orizzontale (quindil’orizzonte), riducendosi sempre di più finquando non arriviamo in prossimità del sole stesso (quindi un angolo prossimo allo 0) dove la luce è principalmente polarizzata.

Quindi, con il sole allo zenit, ruotando il filtro polarizzatore in modo da posizionare il suo asse verticalmente e posizionandosi a 90° rispetto al sole  (sole a perpendicolo e foto scattata all’orizzonte dinanzi a noi) andremo a filtrare parecchia luce diffusa. Una fotografia scattata in queste condizioni produrrà un cielo più scuro, con contrasti più marcati. Se “alziamo la mira” ovvero andiamo a scattare una fotografia ad una porzione di cielo più in alto dell’orizzonte (diciamo 60-45°), l’effetto del filtro polarizzatore sarà minore, con colori meno scuri. Infine se andiamo a fotografare una porzione di cielo vicina al sole (angolo intorno ai 10-0°), praticamente alzando la “mira” e puntando l’obiettivo direttamente al sole, l’effetto del filtro polarizzatore sarà pressoché nullo in quanto, come detto, la componente diffusa della luce è molto più piccola.

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allo spostarsi verso il basso, il cielo si schiarisce in quando è maggiore la quantità di raggi non polarizzati (e che il filtro polarizzatore non riesce ad eliminare)
allo spostarsi verso il basso, il cielo si schiarisce in quando è maggiore la quantità di raggi non polarizzati (e che il filtro polarizzatore non riesce ad eliminare)
 Quando il sole non è allo zenit, dobbiamo tenere a mente la regola dei 90°: fotografando nella direzione del sole avremo un effetto molto basso del nostro filtro se non nullo. Se al contrario fotografiamo porzioni di cielo lontane dal sole, le cose cambiano con il polarizzatore che comincia a fare il suo lavoro. Attenzione alle fotografie con il sole alle spalle (e sempre nella posizione differente dallo zenit): in questo caso la luce ci proviene da dietro, dal basso. In questo caso bisogna ricordare che la direzione della luce polarizzata è perpendicolare al piano di diffusione. Ciò significa che l’asse del filtro polarizzatore non deve essere posizionato verticalmente ma orizzontalmente. In questo modo la fotografia sarà nuovamente ricca di contrasto e con il cielo scurito.
Effettuare uno scatto con il sole alle spalle ed il filtro orientato verticalmente o con il sole allo zenit ed il filtro orientato orizzontalmente andrebbe a produrre un effetto “contrario”, ovvero il filtro agirebbe sulla luce polarizzata riducendola e schiarendo la scena.