amor
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Publicado: 14 de noviembre de 2014
La birrefringencia o doble refracción es una propiedad óptica de ciertos cuerpos, especialmente el espato de Islandia, de desdoblar un rayo de luz incidente en dos rayos linealmente polarizados de manera perpendicular entre sí como si el material tuviera dos índices de refracción distintos: la primera de las dos direcciones sigue las leyes normales de la refracción y se llama rayo ordinario;la otra tiene una velocidad y un índice de refracción variables y se llama rayo extraordinario. Ambas ondas están polarizadas perpendicularmente entre sí. Este fenómeno sólo puede ocurrir si la estructura del material es anisótropa. Si el material tiene un solo eje de anisotropía, (es decir es uniaxial), la birrefringencia puede describirse asignando dos índices de refracción diferentes almaterial para las distintas polarizaciones.
Este efecto fue descrito por primera vez por el científico danés Rasmus Bartholin en 1669, que lo observó en la calcita,1 cristal que tiene una birrefringencia fuerte. Sin embargo, hasta el siglo XIX no se describió correctamente el fenómeno en términos de polarización, con la comprensión de la luz como una onda, cosa que hizo Augustin-Jean Fresnel.
Labirrefringencia está cuantificada por la relación:
\Delta n=n_e-n_o \,
donde no y ne son los índices de refracción para las polarizaciones perpendicular (rayo ordinario) y paralela al eje de anisotropía (rayo extraordinario), respectivamente.
La birrefringencia puede también aparecer en materiales magnéticos, pero variaciones sustanciales en la permeabilidad magnética de materiales sonraras a las frecuencias ópticas.
El papel de celofán es un material birrefringente común.
Este fenómeno puede apreciarse en el almidón de papa, es decir, es birrefringente.
En materiales biológicos, indica una ordenación de las moléculas, por ejemplo orientados entre sí, como sucede en un cristal.2
La birrefringencia de flujo o de corriente es la que se observa únicamente cuando lasustancia se encuentra en solución de moléculas grandes, como por ejemplo nucleoproteínas.
La birrefringencia cristalina o intrínseca es la que ocurre en sistemas en los que los enlaces entre las moléculas o iones presentan una disposición regular simétrica; es independiente del índice de refracción del medio.
La birrefringencia de forma es la que se origina por la orientación regular departículas submicroscópicas asimétricas en una sustancia u objeto, difiriendo del índice de refracción del medio circundante; es la forma más frecuente encontrada en seres vivos.
La birrefringencia de tensión es la observada ocasionalmente en estructuras isótropas cuando son sometidas a tensión o presión; ocurre en los tejidos muscular y embrionario,2 en materiales translúcidos y explica el efectofotoelástico.
Índice [ocultar]
1 Teoría
2 Referencias
3 Véase también
4 Enlaces externos
Teoría[editar]
Con más generalidad, la birrefringencia se puede definir considerando una permitividad dieléctrica y un índice de refracción tensoriales. Considérese una onda plana que se propaga en un medio anisotrópico, con un tensor de permitividad ε, con un índice de refracción tensorial n definido porn\cdot n = \epsilon. Si la onda tiene un campo eléctrico vectorial de la forma:
\mathbf{E=E_0}\exp \left[i(\mathbf{k \cdot r}-\omega t)\right] \,
donde r es el vector de posición y t es el tiempo, el vector de ondas k y la frecuencia angular deben satisfacer las ecuaciones de Maxwell en el medio, que conducen a la ecuación:
-\nabla \times \nabla \times\mathbf{E}=\frac{1}{c^2}(\mathbf{\epsilon} \cdot \frac{\part^2 \mathbf{E} }{\partial t^2})
donde c es la velocidad de la luz en el vacío. Sustituyendo el campo eléctrico en esta ecuación se llega a:
|\mathbf{k}|^2\mathbf{E_0}-\mathbf{(k \cdot E_0) k}= \frac{\omega^2}{c^2} (\mathbf{\epsilon} \cdot \mathbf{E_0})
Es frecuente emplear el nombre vector de desplazamiento dieléctrico para el producto matricial \mathbf...
La birrefringencia o doble refracción es una propiedad óptica de ciertos cuerpos, especialmente el espato de Islandia, de desdoblar un rayo de luz incidente en dos rayos linealmente polarizados de manera perpendicular entre sí como si el material tuviera dos índices de refracción distintos: la primera de las dos direcciones sigue las leyes normales de la refracción y se llama rayo ordinario;la otra tiene una velocidad y un índice de refracción variables y se llama rayo extraordinario. Ambas ondas están polarizadas perpendicularmente entre sí. Este fenómeno sólo puede ocurrir si la estructura del material es anisótropa. Si el material tiene un solo eje de anisotropía, (es decir es uniaxial), la birrefringencia puede describirse asignando dos índices de refracción diferentes almaterial para las distintas polarizaciones.
Este efecto fue descrito por primera vez por el científico danés Rasmus Bartholin en 1669, que lo observó en la calcita,1 cristal que tiene una birrefringencia fuerte. Sin embargo, hasta el siglo XIX no se describió correctamente el fenómeno en términos de polarización, con la comprensión de la luz como una onda, cosa que hizo Augustin-Jean Fresnel.
Labirrefringencia está cuantificada por la relación:
\Delta n=n_e-n_o \,
donde no y ne son los índices de refracción para las polarizaciones perpendicular (rayo ordinario) y paralela al eje de anisotropía (rayo extraordinario), respectivamente.
La birrefringencia puede también aparecer en materiales magnéticos, pero variaciones sustanciales en la permeabilidad magnética de materiales sonraras a las frecuencias ópticas.
El papel de celofán es un material birrefringente común.
Este fenómeno puede apreciarse en el almidón de papa, es decir, es birrefringente.
En materiales biológicos, indica una ordenación de las moléculas, por ejemplo orientados entre sí, como sucede en un cristal.2
La birrefringencia de flujo o de corriente es la que se observa únicamente cuando lasustancia se encuentra en solución de moléculas grandes, como por ejemplo nucleoproteínas.
La birrefringencia cristalina o intrínseca es la que ocurre en sistemas en los que los enlaces entre las moléculas o iones presentan una disposición regular simétrica; es independiente del índice de refracción del medio.
La birrefringencia de forma es la que se origina por la orientación regular departículas submicroscópicas asimétricas en una sustancia u objeto, difiriendo del índice de refracción del medio circundante; es la forma más frecuente encontrada en seres vivos.
La birrefringencia de tensión es la observada ocasionalmente en estructuras isótropas cuando son sometidas a tensión o presión; ocurre en los tejidos muscular y embrionario,2 en materiales translúcidos y explica el efectofotoelástico.
Índice [ocultar]
1 Teoría
2 Referencias
3 Véase también
4 Enlaces externos
Teoría[editar]
Con más generalidad, la birrefringencia se puede definir considerando una permitividad dieléctrica y un índice de refracción tensoriales. Considérese una onda plana que se propaga en un medio anisotrópico, con un tensor de permitividad ε, con un índice de refracción tensorial n definido porn\cdot n = \epsilon. Si la onda tiene un campo eléctrico vectorial de la forma:
\mathbf{E=E_0}\exp \left[i(\mathbf{k \cdot r}-\omega t)\right] \,
donde r es el vector de posición y t es el tiempo, el vector de ondas k y la frecuencia angular deben satisfacer las ecuaciones de Maxwell en el medio, que conducen a la ecuación:
-\nabla \times \nabla \times\mathbf{E}=\frac{1}{c^2}(\mathbf{\epsilon} \cdot \frac{\part^2 \mathbf{E} }{\partial t^2})
donde c es la velocidad de la luz en el vacío. Sustituyendo el campo eléctrico en esta ecuación se llega a:
|\mathbf{k}|^2\mathbf{E_0}-\mathbf{(k \cdot E_0) k}= \frac{\omega^2}{c^2} (\mathbf{\epsilon} \cdot \mathbf{E_0})
Es frecuente emplear el nombre vector de desplazamiento dieléctrico para el producto matricial \mathbf...
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