Polarimetria

ONDAS ELECTROMAGNETICAS
TRABAJO PRÁCTICO Nº 16
POLARIMETRIA
CONTENIDOS
Luz polarizada: Mecanismos Físicos. Dicroísmo. Reflexión. Birrefringencia. Prisma de Nicol.
Polarímetros. Actividad Optica y Rotación específica. Aplicaciones de la Polarimetría.
OBJETIVOS
Describir el fenómeno de polarización de la luz.
Explicar los métodos que se utilizan para obtener luz polarizada.
Explicar elfuncionamiento de un polarímetro.
Determinar la actividad óptica de sustancias en solución.
Calcular la rotación específica de las mismas en solución conociendo su
concentración.
Determinar concentraciones de soluciones incógnitas, sabiendo sus rotaciones
específicas y la longitud del tubo utilizado.

XVI.1
XVI.1.1

FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Generalidades sobre la Polarización

La luz natural se representa por unavibración 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.
XVI.1.2

Mecanismos físicos para obtener luz polarizada

Un aparato óptico, cuya entrada es luz natural y cuya salida es alguna
forma de luz polarizada, seconoce razonablemente como polarizador. Los polarizadores toman
configuraciones muy diferentes, pero todos ellos están basados en uno de estos tres mecanismos
físicos fundamentales :
Dicroismo o absorción selectiva
Polarización por reflexión
Birrefringencia o doble refracción

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XVI.1.2.1

Dicroísmo o absorción selectiva

El término dicroísmo se refiere a la absorción selectiva de una de las doscomponentes
ortogonales de un haz incidente.
El polarizador dicroico es en sí mismo, físicamente anisótropo, produciendo una fuerte
asimetría o absorción preferencial de una de las dos componentes del campo ε, mientras es
esencialmente transparente para la otra.
Hay ciertos materiales que son inherentemente dicroicos debido a una anisotropía en sus
respectivas estructuras cristalinas. El másconocido de estos es el mineral natural llamado
turmalina ( una piedra semipreciosa). Para esta sustancia hay una dirección específica dentro del
cristal, que corresponde al eje óptico, de modo que la componente del campo ε de una onda de
luz incidente que es perpendicular a dicho eje, es fuertemente absorbida por la misma. Mientras
más grueso es el cristal, más completa es la absorción. Este hecho haceque una placa de un
cristal de turmalina, cortada paralelamente a su eje óptico pueda ser utilizado como un
polarizador lineal.
La luz transmitida sufre una cierta cantidad de absorción, la cual depende de la longitud
de onda, y por consiguiente el cristal estará coloreado. Al sostener un cristal de turmalina frente a
la luz natural blanca, puede aparecer verde cuando se vé normalmente a su ejeóptico y casi negro
cuando se ve a lo largo de ese eje, donde todos los campos ε son perpendiculares a el.
Las láminas polarizadoras fabricadas por Polaroid Corporation, 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 lamina no contiene cristales, sino
que está hecha de unmaterial plástico llamado alcohol polivinílico, cuyas moléculas son grandes,
y al ser estiradas mecánicamente en una dirección, dichas moléculas se orientan alineadas en ésa
dirección.

Luz natural incidente
Las vibraciones verticales son
absorbidas parcialmente

Las vibraciones horizontales
son completamente
absorbidas

Luz transmitida
polarizada linealmente

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XVI.1.2.2

Polarización porreflexión

La experiencia demuestra que en el vidrio o en cualquier otro material dieléctrico,
donde incide una onda de luz no polarizada, existe un ángulo de incidencia particular llamado
ángulo de polarización (θp), para el cual el coeficiente de reflexión de la componente paralela es
nula.
Esto significa que el haz reflejado por el vidrio está linealmente polarizado en un plano, aunque
su...