NICOL, William
NICOL, William
Fisico scozzese, nato marzo il 1768, morto nel 1851, fu professore di fisica a Edimburgo, e fu tra i primi iniziatori del giovane J. C. Maxwell (v.) alla scienza fisica. Nel 1828 scoprì il prisma detto poi di Nicol, che ha reso così noto il suo nome e che descrisse nel Gamesson's Journal. L'opera principale del N. è: On the microscopical structure of cristals (1851).
Il prisma di Nicol. - Dispositivo destinato a polarizzare la luce e ad esaminare luce polarizzata; nel primo caso il N. si dice polarizatore, nel secondo analizzatore. Gli stessi risultati possono essere conseguiti con altri mezzi, ma il prisma di Nicol li supera tutti e per comodità d'impiego e per rendimento. Infatti, mentre con questo si può ritenere che il fascio di luce polarizzato costituisca almeno il 40% di quello incidente, con altri dispositivi è spesso minore del 10%. Se il fascio di luce che si vuole polarizzare non è parallelo, ma divergente, la polarizzazione ha ancora luogo, purché l'apertura del fascio non superi una trentina di gradi: in questo caso il fascio emergente dal prisma è polarizzato totalmente, ma i piani di polarizzazione dei varî raggi che formano con l'asse del prisma angoli differenti, non sono tra loro paralleli perfettamente; in questo caso si dice che il campo non è normale.
Il Nicol si ricava da un cristallo di spato d'Islanda e ha la forma indicata nella figura qui sopra; le due facce terminali AD e BC, però, vengono lavorate in modo da dar loro un'inclinazione di 68° rispetto all'asse del prisma, mentre per la sfaldatura la loro inclinazione sarebbe stata di 71°. La lunghezza del prisma è generalmente circa quattro volte lo spessore; ottenuto il prisma della forma voluta, lo si staglia lungo un piano BD perpendicolare alle basi, i due pezzi ottenuti quindi si rincollano con una sostanza (generalmente balsamo del Canada). Se un raggio di luce penetra nel Nicol nella direzione indicata dalla freccia, a causa della birifrangenza dello spato d'Islanda, si scinde in due raggi di luce polarizzata rispettivamente su due piani tra loro perpendicolari, che hanno due indici di rifrazione differenti e che perciò percorrendo la lunghezza del prisma si separano in modo che se uno dei due con un artificio qualunque viene eliminato (p. es. con uno schermo che l'intercetti), si raccoglie all'altro estremo un solo raggio, che è totalmente polarizzato e il dispositivo ha funzionato da polarizzatore. Questo mezzo peraltro richiede che il prisma abbia una sufficiente lunghezza, in caso contrario la piccola differenza di direzione dei due raggi non consente la loro separazione. L'artificio del prisma di Nicol, invece, consiste nel taglio e nel relativo rincollamento con un mastice il cui indice di rifrazione è compreso tra i due indici di rifrazione del raggio ordinario e straordinario rispetto allo spato, il più prossimo che sia possibile a quello relativo al raggio straordinario. Si ottiene così che i due raggi si separano, perché, mentre il raggio straordinario attraversa il prisma subendo una deviazione piccolissima e uscendo leggermente spostato, ma non deviato, il raggio ordinario subisce la riflessione totale, esce lateralmente dal prisma e viene generalmente assorbito dalle pareti annerite o del prisma stesso o della montatura che lo contiene. Le dimensioni che il prisma può avere sono molto minori di quelle che sarebbe stato necessario dare al prisma, se l'eliminazione di uno dei due raggi fosse stata ottenuta con altro artificio.
Si chiama sezione principale del Nicol, il piano passante per l'asse e eontenente la vibrazione luminosa. Se due nicol sono allineati e hanno le sezioni principali parallele, un raggio che penetri nel primo (polarizzatore) penetra nel secondo (analizzatore) ed esce praticamente inalterato dal secondo, tranne una leggiera attenuazione a causa delle riflessioni avute sulle facce incontrate. Se l'analizzatore invece è ruotato di 90°, cioè i due Nicol sono incrociati o, come si suol dire, sono all'estinzione, il secondo assorbe totalmente il fascio di luce e si osserva lo strano fatto che mentre i due prismi separati sono dei bei corpi trasparenti, una volta sovrapposti in questa posizione costituiscono un insieme totalmente opaco.
La trasparenza dello spato d'Islanda per tutte le radiazioni visibili e per buona parte delle infrarosse e delle ultraviolette rende il Nicol di larghissima applicazione, non solo negli usi di laboratorio, per montaggi di particolari ricerche o esperienze, ma altresì come parte essenziale di numerosi strumenti, come i polarimetri, i microscopî per mineralogisti, ecc.
Tra le svariatissime applicazioni del prisma di Nicol si può ricordarne una che ha reso eccellenti servigi durante la guerra mondiale nella lotta contro i sottomarini. La difficoltà incontrata dagli aviatori, per l'avvistamento dei sottomarini immersi, non deriva tanto dalla scarsa trasparenza dell'acqua quanto dal fatto che la superficie del mare riflette la luce del cielo e costituisce uno schermo abbagliante che impedisce di discernere ciò che si trova sotto. La luce riflessa dalla superficie dell'acqua è sotto certe condizioni polarizzata, di modo che osservandola con un Nicol all'estinzione, questa scompare consentendo una migliorata visibilità sottomarina.