POLARIZACIÓN LINEAL

POLARIZACIÓN LINEAL

La polarización lineal de la luz puede producirse de las siguientes maneras:

1) Por reflexión en un dieléctrico. Por ejemplo, en la superficie del agua, o de un vidrio de ventana. Parte de la luz se refleja y parte se transmite. Si el ángulo de incidencia es uno particular, llamado de Brewster, toda la parte de luz reflejada está polarizada en una dirección y toda la parte transmitida está polarizada en la dirección ortogonal. Para otros ángulos de incidencia diferentes al de Brewster hay mezcla de polarizaciones, es decir se producen polarizaciones parciales.

2) Por doble refracción o birrefringencia. Muchos cristales son birrefringentes debido a su anisotropía. Esto quiere decir que presentan dos índices de refracción, y para cada rayo incidente se producen dos rayos refractados de direcciones y velocidades diferentes, llamados rayo ordinario y rayo extraordinario. La luz de ambos rayos está polarizada con planos de polarización perpendiculares entre sí. Es decir, la birrefringencia produce, a partir de un haz de luz incidente no polarizada, dos haces polarizados. Si somos capaces de desviar o anular uno de los haces refractados, tenemos un polarizador, por ejemplo, el prisma de Nicol es un polarizador de este tipo, que se diseña para que uno de los rayos refractados sufra una reflexión total en otra cara interna y desaparezca.

3) Por dicroísmo. Este fenómeno se basa también en la birrefringencia, pero con la particularidad de que el cristal dicroico presenta una gran absorción para uno de los dos rayos refractados, que queda bloqueado en el cristal mientras que sólo se transmite el otro, que está polarizado. Cortando adecuadamente un cristal dicroico para formar una lámina óptica resulta así un filtro polarizador lineal que deja pasar sólo luz polarizada según una sola dirección. Es el fundamento de los polarizadores de lámina de turmalina y del material "polaroid", usado en gafas, y también en los llamados cristales líquidos.

LÁMINAS ÓPTICAS

En un cristal birrefringente hay que distinguir una dirección particular, llamada eje óptico del cristal, a lo largo de la cual el cristal se comporta como no birrefringente, es decir sólo se transmite el rayo ordinario. Mayor interés tienen las direcciones del cristal que son perpendiculares al eje óptico, pues en cualquiera de estas direcciones los dos rayos refractados -ordinario y extraordinario- además de estar polarizados y de tener velocidades de propagación diferentes, se superponen. Este es el fundamento de las llamadas láminas ópticas, que se obtienen cortando el cristal de forma que las caras de la lámina sean planos paralelos al eje óptico. Al incidir normalmente sobre la lámina un haz de luz no polarizada, esta produce dos haces de luz refractada que:

 son localmente coincidentes

 están totalmente polarizados según dos direcciones perpendiculares entre sí, una paralela al eje óptico del cristal y otra perpendicular al mismo

 tienen diferentes velocidades de propagación en el cristal.

(En el caso de las láminas dicroicas, referidas en el punto 3 del apartado anterior, sucede además que uno de los dos haces es fuertemente absorbido por el cristal, por lo que en la práctica queda bloqueado y sólo se transmite el otro haz).

La diferencia de velocidad de los rayos refractados -ordinario y extraordinario- en una lámina óptica hace que, para una determinada frecuencia de la luz, para un determinado espesor de la lámina y para unos valores determinados de los índices de refracción del cristal, se produzca un desfase determinado entre las ondas de ambos rayos refractados. Especial interés tienen las láminas que producen un desfase de 90º, llamadas láminas de cuarto de onda.

POLARIZACIÓN CIRCULAR

Para conseguir luz polarizada circularmente a partir de luz no polarizada se emplea un dispositivo consistente en un polarizador lineal seguido de una lámina de cuarto de onda, que normalmente están pegados. El plano de polarización del polarizador lineal debe formar un ángulo de 45º con el eje óptico de la lámina de cuarto de onda. En estas condiciones, la lámina de cuarto de onda produce dos componentes polarizadas de la misma amplitud, perpendiculares entre sí y con un desfase de 90º. Estas componentes se conservan al salir de la lámina y el resultado es que la luz que abandona la lámina está polarizada circularmente.

La polarización circular

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