Polimetria

POLARIMETRÍA • • • • • • La polarización Parámetros de Stokes Polarímetro El efecto Zeeman El efecto Hanle Polarímetros solares: TIP, ASP, ZIMPOL POLARIZACIÓN
El fenómeno de polarización de la luz era conocido desde los trabajos de Christian Huygens (1629-1695) pero fue analizado a fondo por Jean Baptiste Biot (1774-1862) a principios del siglo XIX. Tras estudiar el fenómeno sobre un cristal decuarzo, Biot encontró la existencia de sustancias que giraban el plano de polarización de la luz hacia la derecha (dextrógiras) y otras que lo hacían hacia la izquierda (levógiras) [1]. Por tanto, existen evidencias experimentales que han convencido a la física clásica de que la luz puede tratarse como una onda electromagnética transversal. Una de ellas es la polarización de la luz, bajodeterminadas condiciones. En rigor, una onda luminosa puede ser vista como superposición de varias ondas. Podemos considerarla como una superposición de dos ondas luminosas armónicas, perpendiculares, de igual vector de propagación y frecuencia (monocromáticas); en cambio la luz natural las oscilaciones cambian de dirección aleatoriamente [2]. NO SE ENTIENDE BIEN... En las ondas transversales la funciónvaría sinusoidalmente con el tiempo en una dirección perpendicular a la dirección de propagación. En las ondas EM en concreto, las magnitudes que varían periódicamente en el tiempo y en el espacio son los campos eléctrico y magnético, cada uno perpendicular al otro y a la dirección de propagación de la onda. Para estudiar la polarización se atiende sólo al campo eléctrico. Si la oscilación del mismoqueda confinada a un plano se dice que la onda está linealmente polarizada, como puede verse en el ejemplo de la figura.

Figura 1: Propagación de EyB . Onda que se propaga en dirección z y está polarizada linealmente en dirección de E. [3]

r r

Hay varios tipos de polarización, la más general es la polarización elíptica; también tenemos la polarización circular (los dos campos estándesfasados, para el caso de la elíptica el módulo de la amplitud no es constante y en la circular sí) y lineal (los dos campos se encuentran en fase, modulo y dirección constante).(fig.1) Teóricamente, para describir la polarización se establece un sistema de dos ejes en el plano que contiene instantáneamente los campos eléctrico y magnético. En el caso más general, de polarización elíptica, el campovaría de modo que dibuja una elipse en ese plano. Si la luz está circularmente polarizada, el campo dibuja una circunferencia. Ya hemos descrito antes la polarización lineal. Incluso la luz no polarizada puede descomponerse en dos ondas ortogonales polarizadas linealmente, de modo que el estado de la luz queda totalmente determinado mediante las amplitudes del campo en los dos ejes definidos (Ex,Ey) y el desfase relativo entre ambas componentes. Hay otras formas de describir la polarización de la luz, como los parámetros de Stokes.

PARÁMETROS DE STOKES
Los parámetros de Stokes están relacionados con las amplitudes de las componentes del campo eléctrico, E x y E y , resueltos en dos direcciones normales perpendiculares al la dirección de propagación. Si E x y e y (t ) cos wt + ∂ yrespectivamente, los parámetros de Stokes quedan definidos como:
2 2 I = e x (t ) + e y (t ) 2 2 Q = e x (t ) − e y (t )

[

]

E y , están representados por

e x (t ) cos[wt + ∂ x ] y

U = 2 e x (t )e y (t ) cos ∂ x − ∂ y V = 2 e x (t )e y • • •
x

[ (t ) sin [∂

−∂y

] ]

Donde I es la intensidad total de la onda. Q y U representan la polarización lineal. Dependiendo del signoindica si es vertical u horizontal en el caso de Q (0º o 90º) y si es a 45 º o 135º en el caso de U. V representa la polarización circular. Dependiendo de su signo será dextrógira o levógira. [4] (En sentido horario/antihorario, según un observador situado de cara a la fuente emisora, es polarización dextrógira/levógira).

La descripción del estado de polarización de la luz policromática precisa...