Physics 2000 Science Trek Polarization

Polarización

Ya le respondo, Kyla, pero primero vamos a tener que hablar sobre luz polarizada. Recuerde cuando hablamos de las ondas electromagnéticas. Allí aprendimos que los campos de fuerza eléctrica se mueven hacia arriba y abajo a medida que la onda electromagnética se mueve hacia adelante. La luz es más brillante cuando la flecha azul de la fuerza eléctrica es mayor, y es oscura donde esta flecha es cero.


Aún parece extraño pensar en un campo de fuerza que se mueve en una dirección diferente a la de la luz, pero imagino que la luz es solo un ejemplo de las ondas electromagnéticas de que hablamos anteriormente.

Es correcto, Kyla. En general, la dirección en que se mueve la onda es llamada la dirección del "rayo". Esta dirección del "rayo" coincide con la trayectoria de los "rayos" de luz.

Es algo así como los rayos de luz que entran a través de la ventana en un cuarto con polvo?

Si. Eso y el hecho de que la mayoría de la luz NO es polarizada, aunque las fuerzas eléctricas continúan moviéndose arriba y abajo perpendiculares a la dirección del rayo. En la imagen de arriba, la luz es polarizada en el plano de la flecha amarilla. La luz no polarizada se vé como la animación de abajo.


Parece como si la flecha amarilla estuviera saltando en diferentes direcciones, aún cuando la dirección del rayo continúa siendo la misma.

Es verdad, pero observe que no importa cómo gire la flecha amarilla, las fuerzas eléctricas siempre están perpendiculares a la dirección del rayo. En la luz no polarizada el giro del plano de la flecha amarilla se mantiene cambiando arbitrariamente. Usaremos la imagen de abajo a la izquierda como el símbolo para la luz polarizada, y la imagen a la derecha como el símbolo para la luz no polarizada.

Luz Polarizada Luz No Polarizada

Si el plano amarillo de polarización está siempre girando en la luz no polarizada, cómo es posible transformar esta luz en luz polarizada donde el plano no cambia?

Esa es una buena pregunta, Kyla. El campo de fuerza eléctrica en cualquier plano de luz puede ser separado en un componante vertical y uno horizontal, luego se puede pensar en un plano diagonal de luz como compuesto por una parte de luz polarizada verticalmente y otra parte de luz polarizada horizontalmente. Una buena forma de visualizar esto es imaginarse empujando una caja muy pesada.

Usted puede empujar por sí misma la caja a lo largo de la diagonal, pero tendrá que empujar realmente fuerte para moverla. Por otro lado, puede conseguir un amigo que empuje a la derecha mientras usted empuja de frente, y la caja terminará desplazada al mismo lugar. Debido a que los dos están empujando juntos, ninguno de ustedes tendrá que hacerlo con la misma fuerza que si lo hicieran solos.


Entonces está diciendo que podemos pensar de la misma forma sobre las fuerzas eléctricas en una onda de luz?

Si, las fuerzas eléctricas en un plano amarillo de polarización son completamente equivalentes a las fuerzas eléctricas en un plano amarillo vertical MAS las fuerzas en un plano amarillo horizontal, tal como se vé abajo. Esto es llamdo "rompiendo lal uz en sus componentes horizontal y vertical".


Usted siempre puede imaginarse rompiendo la luz en sus componentes (de polarización) vertical y horizontal. Esto es cierto no importa si la luz de la izquierda es polarizada o no, sino temporalmente polarizada en el plano mostrado a la izquierda.

Ahora entiendo lo que es luz polarizada, pero me parece que aún no comprendo cómo es que llega a polarizarse. Porqué fuimos capaces de polarizar la luz con los lentes de sol?

Para polarizar la luz, es necesario hacerla pasar a través de alguna clase de filtro. Un buen ejemplo de esto es un filtro Polaroid. Esta clase de filtro está hecho de fibras paralelas de moléculas largas. Pensemos en un lente donde esas fibras sean horizontales. La energía de los componentes horizontales de la luz es absorbida por las fibras, de manera que esa parte no consigue pasar. Los componentes verticales de la luz, sin embargo, consiguen pasar porque las fibras horizontales no pueden absorber su energía.



Luego el filtro selecciona un componente de todos los diferenes planos de la luz y solamente deja pasar ese componente! Por eso es que la luz polarizada en el plano horizontal no puede pasar a través de un filtro que está absorbiendo los componentes horizontales de la luz.

Ya lo has comprendido, Kyla. Hemos visto lo que le ocurre a la luz cuando pasa a través de un lente, pero hay cosas más excitantes que comienzan a ocurrir cuando ella pasa a través de más lentes...



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