Ley de malus

Práctica # 1 Ley de Malus
Introducción
La luz natural se representa por una vibración transversal que tiene lugar en cada plano perpendicular a la dirección de propagación. Con luz polarizada linealmente, el fenómeno de vibración únicamente tiene lugar en un solo plano perpendicular a la dirección de propagación. Este efecto se obtiene con un artefacto llamado polarizador, del cual existenvarios tipos, sin embargo, todos basan su funcionamiento en tres mecanismos físicos fundamentales:
* Dicroísmo o absorción selectiva
* Polarización por reflexión
* Birrefringencia o doble refracción
Los polarizadores a analizar son polarizadores dicroicos, debido a eso sólo detallaremos este tipo de mecanismo1.
El polarizador dicroico es anisótropo, lo que significa que sus propiedadesmacroscópicas son diferentes según la dirección produciendo una fuerte asimetría o absorción preferencial de una de las dos componentes del campo E, mientras es esencialmente transparente para la otra.
Hay ciertos materiales que son inherentemente dicroicos debido a una anisotropía en sus respectivas estructuras cristalinas. El más conocido de estos es el mineral natural llamado turmalina.
Lasláminas polarizadoras fabricadas por Polaroid Corporation también llamadas hojas H, son también filtros de polarización dicroicos, algunas de cuyas ventajas son: obtención de láminas grandes, alta transparencia para luz polarizada y bajo costo. El tipo de esta lámina no contiene cristales, sino que está hecha de una hoja de alcohol polivinílico transparente que se calienta y se estira en unadirección dada, alineándose en este proceso sus largas moléculas de hidrocarburos. La hoja se sumerge entonces en una solución colorante rica en yodo. El yodo impregna el plástico y se adhiere a las largas y rectas cadenas de moléculas poliméricas formando efectivamente su propia cadena. Los electrones de conducción asociados con el yodo pueden moverse a lo largo de las cadenas como si fueran largosalambres delgados. La componente de E en una onda incidente, que es paralela a la molécula, impulsa los electrones, actúa sobre ellos, siendo fuertemente absorbida. El eje de transmisión del polarizador es, por consiguiente, perpendicular a la dirección en la cual se estiró la película.
Cada entidad dicroica diminuta separada se conoce como una dicromóforo. En la hoja H los dicromóforos tienendimensiones moleculares así que el esparcimiento no representa ningún problema. La hoja H es un polarizador muy efectivo en todo el espectro visible pero lo es algo menos en el extremo azul. Cuando se observe una luz blanca brillante a través de un par de hojas H polaroides cruzadas, el color de extinción será un azul intenso como resultado de esta fuga. HN-50 sería la designación de una hoja H idealhipotética con un color neutro (N) que transmite el 50% de la luz natural incidente mientras va absorbiendo el otro 50%, es decir la componente de polarización indeseada. En la práctica, sin embargo, alrededor del 4% de la luz incidente se reflejará en cada superficie (no se utilizan, por lo general, los revestimientos antirreflectantes) dejando casi un 92%. Supuestamente la mitad de esto se absorbey entonces podemos contemplar un polaroide HN-46. En realidad, se producen comercialmente grandes cantidades de HN-38, HN-32 y HN-22, cada uno diferente por la cantidad de yodo presente, siendo relativamente fáciles de elaborar.
Una herramienta útil para determinar experimentalmente la polarización lineal de un dispositivo como las hojas H, es la Ley de Malus y del arreglo de la figura 1.

Sila luz natural es incidente en un polarizador lineal ideal, se transmitirá solamente la luz en un estado P que tendrá una orientación paralela a una dirección específica que llamaremos el eje de transmisión del polarizador. Sólo la componente del campo óptico paralela al eje de transmisión pasará a través del sistema sin quedar afectada fig. 2.

Si el polarizador se gira alrededor del eje z,...