Práctica No.8

Polarización

Objetivo

Verificar el cumplimiento de la ley de Malus en un sistema de dos polaroides.
Medir la intensidad de la luz con un fotosensor.
Graficar dependencias de carácter más complejo (Cos2(Θ)).

Marco Teórico

Las ondas luminosas no suelen estar polarizadas, de forma que la vibración electromagnética se produce en todos los planos. La luz que vibra en un solo plano se llama luz polarizada.

Este fenómeno de polarización solo se da con ondas transversales, pero no con longitudinales, ya que implica una asimetría respecto del eje en la dirección de propagación. Si se demuestra que un haz luminoso
puede ser polarizado, llegaremos a la conclusión de que las ondas luminosas son transversales.

La luz emitida por un manantial está constituida por una serie de trenes de ondas procedentes de átomos distintos; en cada uno de estos trenes de ondas el campo eléctrico oscila en un plano determinado pero, en general, su orientación es distinta de unos a otros.
Dado el enorme número de moléculas y átomos de un manantial luminoso, se comprende el gran número de trenes de ondas que constituye un haz de luz y, por consiguiente, la existencia en éste de ondas polarizadas en todas las direcciones transversales posibles.

Polarización por reflexión.

Sabemos que si sobre una superficie reflectora incide luz natural parte de la luz se refleja y parte se refracta. Malus descubrió en 1808 que si hacemos incidir una luz sobre una superficie pulimentada de vidrio con un ángulo de incidencia i de 57º aproximadamente, la luz reflejada está polarizada, siendo el plano de vibración perpendicular al plano de incidencia de los rayos. Si el ángulo de incidencia no es de 57º habrá también polarización pero será menor a medida que el rayo incidente vaya siendo mayor o menor que dicho ángulo.

Más tarde Brewster descubrió que si el rayo reflejado y el refractado forman entre si un ángulo de 90º, el ángulo de incidencia es precisamente el ángulo de polarización. El ángulo de polarización depende del índice de refracción "n" del medio.

En el caso del vidrio, que acabamos de ver, el ángulo es aproximadamente 57º. Hay que señalar también que para este ángulo, el rayo refractado está polarizado parcialmente, coincidiendo su plano de vibración con el de incidencia, mientras que el rayo reflejado está completamente polarizado.

Polarización por doble refracción.

Hay determinados cristales que tienen la propiedad de la doble refracción, es decir, el rayo incidente se desdobla en dos en el interior del cristal (espato de Islandia, turmalina), uno de ellos llamado ordinario y que sigue las leyes de la refracción y otro llamado extraordinario que no las sigue.

Polarización rotatoria.

Hemos visto que un prisma de Nicol puede utilizarse como polarizador, ya que al incidir sobre él la luz natural obtenemos a la salida del mismo luz polarizada cuyo plano de vibración es paralelo a la sección principal. Si este haz de luz polarizada se hace incidir sobre otro prisma de Nicol cuya sección principal sea perpendicular a la del primero, este haz no podrá penetrar en el segundo Nicol ya que vibra en una sección normal, y por lo tanto no habrá salida de luz del segundo Nicol.
Fuente: http://www.educaplus.org/luz/polarizacion.html

Desarrollo

Para enunciar la Ley de Malus, se utiliza una fuente de luz que incida en un cuerpo que sostiene dos polarizados graduados 0° a 360°, al proyectar la luz sobre los polarizados inicialmente deben estar alineados a 0° posteriormente se deberá girar solo uno de los dos polarizados la cantidad de grados seleccionados por el equipo de tal forma que le permita obtener la cantidad de corriente que se obtiene, esto lo deberán realizar por lo menos con 9 ángulos diferentes lo que le permitirá al equipo realizar una tabulación de los datos obtenidos y después graficar dicha tabulación.

Hipótesis

Datos y Mediciones del Reporte

Conclusiones

Mencione en donde se aplica la polarización óptica de la luz en alguna ciencia.
Investigue algunos ejemplos en los cuales la industria emplee la polarización.
Explique un caso típico de como comprobar que existe la polarización y que lo pueda comprobar sin un laboratorio experimental.

* Cuando la luz incide sobre una superficie no absorbente con un determinado ángulo, la componente del campo eléctrico paralela al plano de incidencia no es reflejada. Este ángulo, conocido como ángulo de Brewster, en honor del físico británico David Brewster, se alcanza cuando el rayo reflejado es perpendicular al rayo refractado. La tangente del ángulo de Brewster es igual a la relación entre los índices de refracción del segundo y el primer medio.
Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Polarizaci%C3%B3n_electromagn%C3%A9tica