Polarizacion y formacion de imagenes en sistemas opticos

Resumen

En este informe se caracterizó la onda electromagnética generada por un láser clase 3B (Infiniter 100BLK 4mW, longitud de onda 670nm) y su comportamiento al atravesar polarizadores lineales dicroicos. Se calcularon también los coeficientes de transmisión máximos para los polarizadores de manera individual y situados en serie.
Luego se estudió la validez experimental de la Ley deMalus para la polarización lineal y de las ecuaciones de Fresnel para la polarización por reflexión.
Finalmente, se verificó la ecuación para lentes delgadas convergentes bajo la aproximación paraxial, mediante la formación de imágenes reales. Asimismo, se estudió la magnificación de una imagen generada en función de la posición de dicha imagen. Mediante estos dos procedimientos, también sepudieron calcular las distancias focales de los diferentes lentes.

Introducción

El objetivo de este informe es estudiar el comportamiento de una onda electromagnética generada por un láser clase 3B (Infiniter 100BLK 4mW, longitud de onda 670nm) y una lámpara ordinaria, al interactuar en distintos sistemas ópticos.
Las características más relevantes del láser es que la onda electromagnéticagenerada es cuasimonocromatica y con divergencia angular pequeña. Esto quiere decir, que el ancho del espectro de la onda emitida es pequeño y que la energía se dispersa muy poco a grandes distancias.
En la primera sección se estudió el fenómeno de polarización. Se utilizaron tanto polarizadores lineales dicroicos, como un prisma de vidrio para estudiar la polarización de la onda al reflejarse.
Enla segunda parte, se estudió la formación de imágenes en un sistema utilizando una lámpara ordinaria, un conjunto de lentes y pantallas. De esta manera, se pudo estudiar tanto la posición en la cual la imagen se formaba como la magnificación de esta.
La luz visible es una onda electromagnética que es producto de oscilaciones en el campo eléctrico. Estas oscilaciones pueden solamente ocurrir en elplano ortogonal a la propagación de dicha onda. Una onda electromagnética polarizada es tal que su oscilación dentro de este plano esta restringida. De esta manera existen tres tipos fundamentales de polarización; lineal, elíptica y circular. Se denomina “luz natural” a una onda electromagnética que oscila en todas las direcciones posibles dentro del plano de manera aleatoria.[1]
Hay ciertosmateriales denominados polarizadores lineales dicroicos que restringen la oscilación del campo eléctrico a una sola dirección, absorbiendo el resto. Esto permite conseguir ondas linealmente polarizadas.[2]
Si se arma un sistema compuesto por dos polarizadores lineales dicroicos en serie, se puede ver que la intensidad recibida por una onda electromagnética que atraviesa dicho sistema verifica laecuación (1), denominada Ley de Malus.[3]

(1)

Donde representa el ángulo entre los ejes de los polarizadores y la intensidad con la que se incide sobre el primer polarizador.
Otra forma de polarizar una onda electromagnética es mediante la reflexión. Esto se debe a que las intensidades decada componente de polarización del haz reflejado son modificadas de acuerdo a las ecuaciones de (2) y (3), conocidas como ecuaciones de Fresnel.

(2)

(3)

La ecuación (2) corresponde a la intensidad de la componente paralela al plano de incidencia de laonda, mientras que la ecuación (3) a la de la componente normal.[4] El parámetro representa el ángulo incidente de la onda, el índice de refracción del primer medio (en el experimento realizado más adelante , por ser aire), el índice de refracción del material sobre el cual se refleja y la intensidad de la onda incidente.
Las lentes utilizadas para la segunda parte fueron convergentes,...