¿Qué es Estados de polarización? — Física

Definición 13.3 Física universitaria — segundo año · Capítulo 13 — Ondas electromagnéticas planas y polarización

Para una OPPA según $z$ , el campo en un plano $z =$ const. vale

\vect E = E_{0x}\cos(\omega t - kz)\,\vect e_x + E_{0y}\cos(\omega t - kz - \varphi)\,\vect e_y ,

y la punta de $\vect E$ describe, en general, una elipse: polarización elíptica. Dos casos particulares: $\varphi = 0$ o $\pi$ , polarización lineal según una dirección fija que forma el ángulo $\arctan(\pm E_{0y}/E_{0x})$ con $x$ ; y $E_{0x} = E_{0y}$ con $\varphi = \pm\pi/2$ , polarización circular, con $\vect E$ de módulo constante girando a $\omega$ (a derechas o a izquierdas según su sentido de giro, mirando de frente a la onda que llega). La luz natural (no polarizada), de una lámpara o del Sol, es una sucesión de trenes de onda cortos con polarizaciones aleatorias que cambian deprisa: ninguna dirección es preferente en promedio. Toda polarización se descompone en dos componentes lineales (o dos circulares).

A la izquierda, luz natural a través de tres polarizadores a 0, 45 y 90 — el del medio deja pasar una octava parte por una pareja que, sola, lo bloquearía todo. A la derecha, la ley de Malus. — A la izquierda, luz natural a través de tres polarizadores a $0^\circ$ , $45^\circ$ y $90^\circ$ — el del medio deja pasar una octava parte por una pareja que, sola, lo bloquearía todo. A la derecha, la ley de Malus.

Ejemplos

Ejemplo 13.5 (Gafas de sol, pantallas, fotografías)

La luz reflejada con incidencia rasante en el agua o en el asfalto está en buena parte polarizada horizontalmente (ángulo de Brewster, Capítulo 15): unas gafas de sol con eje de transmisión vertical cortan el reflejo y dejan el resto. Una pantalla de cristal líquido emite luz polarizada: a través de un polarizador a $90{}^{\circ}$ se vuelve negra. El filtro polarizador de un fotógrafo oscurece el cielo (la luz dispersada está parcialmente polarizada, Capítulo 17) y elimina los reflejos del vidrio.

Ejemplo 13.7 (Dónde se usan las láminas)

Una lámina de cuarto de onda entre un polarizador y un espejo constituye un aislador óptico: la luz sale circular, vuelve circular con la helicidad opuesta, la lámina la convierte en luz lineal a $90{}^{\circ}$ del polarizador y queda absorbida — ninguna reflexión regresa al láser. Las imágenes de los dos ojos de una película en 3D se proyectan con polarizaciones circulares opuestas y las separan los emparedados de lámina de cuarto de onda y polarizador de las gafas, que siguen funcionando al inclinar la cabeza (unos polarizadores lineales no). Una regla transparente entre polarizadores cruzados muestra franjas de colores: la tensión mecánica vuelve birrefringente el plástico, y los ingenieros leen en el dibujo las tensiones de una maqueta.

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