POLARIZACION DE LA LUZ

¿QUE ES LA POLARIZACION DE LA LUZ?

La luz es una onda electromagnética y transversal que tiene componentes eléctricos y magnéticos vibrando en distintos planos. A las ondas de luz que vibran en más de un plano las llamamos no polarizadas o luz natural. La luz emitida por el Sol o la emitida por una linterna son ejemplos de luz no polarizada. Estas ondas de luz son creadas por una onda electromagnética que vibra en distintas direcciones.

Es posible transformar la luz no polarizada en polarizada. Llamamos polarización al proceso que afecta a la luz y provoca que las vibraciones de las ondas luminosas se den en un único plano.

Hay distintos métodos para lograr la polarización de la luz:

• Polarización por transmisión.
• Polarización por refracción.
• Polarización por dispersión.
• Polarización por reflexión.

LA POLARIZACIÓN POR TRANSMISIÓN

La polarización por transmisión es el método más común para lograr la polarización de la luz; incluye el uso de un filtro polarizador. Este tipo de filtros está hecho de un material especial que impide el paso de alguno de los dos planos de vibración de la luz. Si tenemos una fuente de luz no polarizada y anteponemos un filtro polarizador, la luz transmitida después de pasar el filtro será de menor intensidad que la luz incidente que vibra en un solo plano.

El filtro polarizador puede polarizar la luz debido a la composición química del material con que está hecho, ya que consiste en una cadena de moléculas largas alineadas en una dirección. La dirección de alineación de esas moléculas se llama eje de polarización. Este eje se extiende a lo largo del filtro y permite que pasen las vibraciones de la luz paralelas a ese eje, mientras que bloquea a las vibraciones perpendiculares, es decir que un filtro de polarización con eje vertical bloqueará las ondas que vibran en el plano horizontal, de lo cual se obtiene una onda que vibra solo en el plano vertical (polarizada verticalmente); en cambio, un filtro con eje horizontal bloqueará las vibraciones verticales y obtendremos polarización horizontal.

Un filtro polarizador no modifica la forma del objeto; únicamente produce una imagen de intensidad menor, ya que la mitad de la energía incidente es bloqueada cuando pasa por él. Supongamos ahora que tenemos dos filtros polarizadores; si comenzamos a rotarlos entre sí, veremos cómo bloquean toda la luz que proviene del objeto.

¿Por qué pasa esto?

La luz, cuando pasa por un filtro polarizador (por ejemplo, con ejes verticales), bloquea todas las componentes horizontales; la luz sale polarizada verticalmente si a la salida de la luz verticalmente polarizada colocamos otro filtro polarizador, pero ahora, con los ejes de polarización horizontales, las componentes verticales serán bloqueadas por el segundo filtro; por lo tanto, toda la luz es bloqueada. Eso sucede cuando los filtros tienen sus ejes rotados 90% entre sí.

Podemos estudiar esto un poco más. Supongamos que tenemos tres filtros polarizadores. Sabemos que si los ejes de dos de ellos forman un ángulo de 90°, la luz no pasa. ¿Qué sucede si hacemos un "sándwich" con tres filtros, pero el del medio está rotado un ángulo cualquiera pero distinto de 90°?

Para entender esto, pensemos un poco. La luz no polarizada incide en el primer filtro, que suponemos tiene el eje de polarización vertical; la luz sale polarizada verticalmente y al llegar al segundo filtro NO tiene el eje de polarización a 90%, por consiguiente, cuando la luz sale, ya NO está polarizada verticalmente, sino en un ángulo distinto. Al encontrarse con el tercer filtro (que tiene el eje de polarización horizontal), bloquea cualquier componente vertical que trae la luz salida del segundo filtro, pero persiste una porción de la componente horizontal.

¡Entonces algo de luz pasa!

LA POLARIZACIÓN POR REFRACCIÓN

Como ya vimos, la refracción sucede cuando la luz pasa de un material a otro con distintas propiedades ópticas; en ese caso, el camino de la luz cambia de dirección. Aquí el haz refractado es parcialmente polarizado y a menudo esta polarización por refracción ocurre en un plano perpendicular a la superficie que atraviesa. Algunos materiales, como el hielo o el cuarzo, son anisótropos con respecto a la velocidad de la luz; esto quiere decir que la velocidad de la luz varía con respecto a las distintas direcciones que toma en el medio material. Estos materiales también se llaman birrefringentes. La luz se divide en dos rayos (denominados "ordinario" y "extraordinario") y ambos  están polarizados, uno en la dirección paralela a la superficie y el otro en la dirección perpendicular a ella. Al estar los dos rayos polarizados de manera perpendicular entre sí, podemos utilizar un filtro polarizador para bloquear una de las dos imágenes que se forman y observar la otra. Si giramos en 90º el filtro, la primera imagen desaparecerá y aparecerá la segunda imagen.

En el siguiente artículo la polarización (parte 2) hablaremos sobre los dos métodos restantes de polarización.