Doppia rifrazione:
I prismi Nicol sono costituiti da un materiale birifrangente, tipicamente calcite (carbonato di calcio). La birifrangenza è la proprietà ottica di un materiale che fa sì che la luce si divida in due raggi quando lo attraversa. Nella calcite, la luce incidente è divisa in due raggi:il raggio ordinario (raggio O) e il raggio straordinario (raggio E).
Costruzione del prisma di Nicol:
Un prisma Nicol è costruito tagliando un cristallo di calcite in diagonale con un angolo specifico e poi cementando nuovamente le due metà insieme con balsamo del Canada, una resina con un indice di rifrazione vicino a quello della calcite. Questo crea un confine tra le due metà del prisma.
Polarizzazione tramite Nicol Prism:
Quando la luce non polarizzata entra nel prisma di Nicol, subisce una doppia rifrazione e i raggi O ed E viaggiano attraverso il prisma con velocità diverse e in direzioni diverse. L'indice di rifrazione del raggio straordinario è inferiore a quello del raggio ordinario nella calcite, facendo sì che il raggio E venga piegato in modo più significativo all'interfaccia delle due metà del prisma.
Riflessione interna totale:
L'interfaccia cementata tra le due metà del prisma Nicol è progettata per formare un angolo specifico noto come angolo di Brewster (circa 68 gradi per la calcite). A questo angolo, il raggio subisce una riflessione interna totale, ovvero viene riflesso completamente all'interno del prisma e non emerge dall'altro lato.
Uscita polarizzata:
Il raggio O, invece, che subisce un cambiamento di direzione minore, continua attraverso il prisma. Di conseguenza, solo il raggio O emerge dal prisma Nicol come luce polarizzata. Questa luce polarizzata vibra su un unico piano perpendicolare al raggio straordinario.
Utilizzando Nicol Prism come polarizzatore:
Posizionando un prisma Nicol davanti a una sorgente luminosa o a un sistema ottico, può essere utilizzato come polarizzatore. Consente il passaggio della luce polarizzata, in particolare dei raggi O, bloccando i raggi E a causa della riflessione interna totale. Ciò si traduce nella produzione di luce polarizzata linearmente.
In conclusione, il prisma Nicol, attraverso i principi della doppia rifrazione e della riflessione interna totale, funziona come un polarizzatore trasmettendo selettivamente uno dei due raggi di luce polarizzati ortogonalmente, fornendo così un'uscita polarizzata.
