Polarización
Na Galipedia, a wikipedia en galego.
En física, polarización é unha propiedade de ondas, tales como a luz e outra radiación electromagnética. Ao contrario de ondas máis familiares como as ondas acuáticas ou sonoras, as ondas electromagnétcas son tridimensionais e a polarización é unha medida da variación do vector do campo eléctrico desas ondas co decorrer do tempo.
Índice |
[editar] Teoría
[editar] Principios - ondas planas
A manifestación máis simple, para visualización, é a dunha onda plana, que é unha boa aproximación para a maioría das ondas luminosas. Nunha onda plana as direccións dos campos magnético e eléctrico están, en calquera punto, perpendiculares á dirección de propagación. Simplesmente porque o plano é bidimensional, o vector eléctrico no plano nun dado punto do espazo pode ser decomposto en dúas compoñentes ortogonais. Chamemoslles as compoñentes x e y (seguíndo as convencións da xeometría analítica). Para unha onda harmónica, onde a amplitude do vector do campo eléctrico varía sinusoidalmente, as dúas compoñentes teñen exactamente a mesma frecuencia. Con todo, estas dúas compoñentes teñen dúas outras características que poden diferir. En primeiro lugar, as dúas compoñentes poden non ter a mesma amplitude. En segundo, as dúas compoñentes poden non ter a mesma fase, i.e., poden non alcanzar os seus máximos e mínimos ao mesmo tempo, no plano fixo que temos por base.
Considerando a forma trazada nun plano fixado polo vector do campo eléctrico á medida que unha onda plana o percorre, obtemos a descrición do estado de polarización.
As imaxes seguintes corresponden a algúns exemplos da propagación do vector do campo eléctrico (azul) no tempo, coas súas compoñentes x e y (vermella/esquerda e verde/dereita, respectivamente) e a forma deseñada polo vector no plano (roxo):
Considere en primeiro lugar o caso especial (esquerda), onde as dúas compoñentes ortogonais están en fase. Neste caso a forza das dúas compoñentes é sempre igual ou proporcional a unha constante, de aí que a dirección do vector do campo eléctrico (a vector que resulta da suma destas dúas compoñentes) irá sempre redundar nun segmento de recta no plano. Designamos este caso especial de polarización lineal. A dirección desta liña irá depender da amplitude relativa destas dúas compoñentes. A dirección pode ser en calquera ángulo sobre o plano.
Agora considere outro caso especial (ao centro), onde as dúas compoñentes ortogonais teñen exactamente a mesma amplitude que é de 90º en fase. Neste caso unha compoñente é igual a cero cando a outra compoñente está na amplitude máxima ou mínima. Neste caso especial o vector do campo eléctrico no plano formado pola suma dos dous compoñentes vai rodar nun círculo. Chamamos a este caso especial de polarización circular. A dirección de rotación irá depender da relación entre as fases. Chamamos a estes casos de polarización circular dereita e polarización circular esquerda, dependendo da rotación do vector.
Todos os outros casos, en que as dúas compoñentes nin están en fase nén teñen a mesma amplitude e/ou non están con 90º fóra de fase, encaixan na designación de polarización elíptica.
[editar] Radiación incoerente
Na natureza, a radiación electromagnética é frecuentemente producida por un largo grupo de radiadores individuais, producindo ondas que son independentes entre si. Este tipo de luz designase incoerente. En xeral non existe unha frecuencia única ( mais si un espectro que comprende varias frecuencias presentes) e mesmo filtrando por unha escala de frecuencia arbitraria pode non haber un estado consistente de polarización. Con todo isto non significa que a polarización sexa apenas unha característica da radiación coerente. Radiación incoerente pode mostrar correlación estatística entre as compoñentes do campo eléctrico, o que pode interpretarse como polarización parcial. En xeral é posíbel describir un campo de onda observado como a suma completa da parte incoerente e dunha parte completamente polarizada. Podemos así describir a luz en termos do seu grao de polarización e dos parámetros da polarización elíptica.
[editar] Polarización na natureza, ciencia e tecnoloxía
[editar] A polarización nos acontecementos diarios
[editar] Bioloxía
[editar] Química
A importancia principal da polarización na química reside no diacronismo circular e na "rotación" feita por actividade óptica das moléculas. Pode ser medida usando un polarizador.
[editar] Astronomía
En moitas áreas da astronomía, o estudo da readiación electromagnética polarizada que chega do espazo é de grande importancia. Aínda que non sexa usualmente un factor na radiación térmica das estrelas, a polarización está tamén presente en radiación coerentes de fontes astronómicas e en fontes incoerentes tales como grandes lobos radiais de galaxias activas. Á parte de fornecer información sobre as fontes de radiación, a polarización tamén proba o campo magnética inter-estrelar pola rotación de Faraday. A polarización da radiación cósmica de micro-ondas está a estudarse para percibir a física do Universo novo.
[editar] Tecnoloxía
[editar] Referencias
- Principles of Optics, M. Born & E. Wolf, Cambridge University Press, 7th edition 1999, ISBN 0521642221
- Fundamentals of polarized light : a statistical optics approach, C. Broseau, Wiley, 1998, ISBN 0-471-14302-2
- Polarized Light, Production and Use, William A. Shurcliff, Harvard University Press, 1962.
- Optics, Euxene Hecht, Addison Wesley, 4th edition 2002, hardcover, ISBN 0-8053-8566-5
- Polarised Light in Science and Nature, D. Pye, Institute of Physics Publishing, 2001, ISBN 0750306734
- Polarized Light in Nature, G. P. Können, Translated by G. A. Beerling, Cambridge University Press, 1985, hardcover, ISBN 0-521-25862-6
