Fisica Moderna

PRACTICA 2 ANALISIS DE LA LUZ POLARIZADA. Objetivo: El objetivo primordial de esta práctica es identificar el estado de polarización de un haz de luz. Para ello calcularemos los parámetros de Stokes del haz, que están relacionados con la elipse de polarización, y que nos permiten determinar el vector de Jones si el haz está completamente polarizado. El material disponible para la realización deesta práctica, es el siguiente: − Fuente de sodio y polarizador lineal − Lámina lambda/4 (delta=pi/2) − Lámina retardadora − Polarizador lineal (analizador) − Detector de intensidad − Banco óptico con soportes − Tres lentes divergentes − Diafragma Procedimiento experimental: Lo primero que tenemos que hacer es alinear todos los componentes de la práctica, al igual que hicimos en la práctica depolarización. Como tenemos una lámpara de luz natural, y sabemos que el campo eléctrico en este caso vibra aleatoriamente, entonces lo que se hace es colocar un polarizador lineal cualquiera delante del emisor del haz. Este polarizador se mantendrá fijo durante toda la realización de la práctica. Ahora ya tenemos un haz polarizado. Posteriormente, medimos la intensidad inicial (la máxima), es decir,la intensidad que llega al detector, cuando tan sólo tiene el polarizador lineal (el antes mencionado) en su camino. Su valor es: I0 = 7.2 Para determinar los ejes de las láminas y del polarizador, se coloca cada uno por separado sobre el banco óptico, y se gira cada uno hasta obtener la máxima y mínima intensidad. Para dichas intensidades se anota el ángulo correspondiente para cada aparatorespecto a su propio origen de referencia. Para el caso del polarizador, tendremos: para Imax = 4.9 angulo = 250ð 1

para Imin = 0.1 angulo = 160ð Tomaremos como referencia del eje x el ángulo correspondiente a la intensidad máxima(250ð), y como el eje y el de mínima intensidad. Los ejes de la lámina retardadora serán de 55ð y −35ð. Para el caso de la lamda/4, el valor de los ángulos de los ejes sonde 324ð y 234ð. Todos estos ángulos han sido medidos en sentido negativo, es decir, a favor de las agujas del reloj, y tienen un error de precisión de ±1ð. Cuando la vibración del campo eléctrico del haz polarizado, coincide con el eje de transmisión del polarizdor, la intensidad que llega al detector es máxima. Esto no es así, ya que hay pequeñas pérdidas de absorción y reflexión. Lo que si secumple es la siguiente relación: Iemergente = Iinicial.K siendo K la transmitancia. Calcularemos las pérdidas de absorción y reflexión en la lambda/4 y en el polarizador, determinando la transmitancia K cuando los ejes son paralelos. Para ello calcularemos las intensidades máximas que llegan al detector. Entonces para el polarizador: Imáx = 4.8±0.2 −−> k = 0.65 Para la lámina lambda/4: Imáx =5.2±0.2 −−> k = 0.71 Con estos resultados de la transmitancia, podemos decir que el polarizador sólo deja pasar el 65% de la intensidad de luz que le llega, mientras que la lámina lambda/4, deja pasar el 71%. Ahora generaremos un haz elíptico polarizado, para posteriormente calcular los ejes de la elipse. Para ello vamos a girar la lámina retardadora un cierto ángulo que no sea de 45ð, y que tampococoincida con ningún eje del polarizador. Lo hacemos así, porque si giramos 45ð, la polarización sería circular, mientras que si giramos la lámina de forma sus ejes coincidan con los del polarizador, obtendríamos polarizador lineal. El ángulo que hemos girado ha sido de 35ð respecto al eje x del polarizador, tomando el sentido positivo de los ángulos. Para obtener los ejes de la elipse, giramos elpolarizador de manera que obtengamos el valor de intensidad máxima y mínima, cuyos correspondientes ángulos coincidirán con los ejes de la elipse. Los valores de la intensidad son: Imax = 3±0.2 ángulo = 105±1ð 2

Imin = 1.4±0.2 ángulo = 15±1ð Esto ángulos están referidos al eje x, y siguen el criterio de signos descrito con anterioridad. Cálculo de los parámetros de Stokes. Un estado de...