Polarización

Tipos de polarización y sus propiedades

Existen varios tipos de polarización de las ondas: la polarización lineal, circular o elíptica. Cada tipo tiene propiedades específicas, que tienen distintas aplicaciones y se generan en distintos contextos.

Polarización lineal

Las ondas electromagnéticas tienen una polarización lineal cuando el campo eléctrico esta limitado a un plano, lo que significa que la polarización de la luz también es lineal. De hecho, en este caso, como tenemos ondas eléctricas y ondas magnéticas, hay dos planos en los que se confina cada una de las señales. Sin embargo, como veremos, esta situación es una situación ideal que no suele darse habitualmente.

Fig. 1: Onda polarizada linealmente, el campo eléctrico está confinado en el plano z (vertical)

y el campo magnético (en verde) en el plano horizontal y.

Polarización circular

Esta definición nos permite determinar la polarización lineal de forma similar, al afirmar que una onda está linealmente polarizada cuando las proyecciones de sus oscilaciones sobre un plano perpendicular a la dirección de propagación dibujan una línea recta.

Fig. 2: Onda polarizada circularmente

Otros tipos de polarización

En general, tanto la polarización lineal como la circular son casos extremadamente especiales en la naturaleza. Normalmente, utilizando la proyección de las oscilaciones sobre un plano perpendicular, encontramos que los vectores que describen las oscilaciones pueden dibujar muchas formas arbitrarias que definen nuevos tipos de polarización.

Fig. 3: polarización elíptica.

¿Cuáles son las aplicaciones de la polarización?

La polarización de las ondas puede manipularse para que sirva a diferentes propósitos, utilizando dispositivos conocidos como polarizadores.

Polarizadores

Sabemos que las ondas tienen una oscilación y, por tanto, deben tener una dirección que determine la polarización. No polarizada significa que todas las ondas que recibimos llevan polarizaciones diferentes y no relacionadas (a veces llamadas polarizadas aleatoriamente). Esto equivale a una distribución caótica de oscilaciones de la que no podemos extraer una polarización definida. Sin embargo, los polarizadores pueden convertir la luz no polarizada en luz polarizada.

Fig. 4: Polarizador lineal que convierte la luz no polarizada en luz polarizada linealmente.

Estos dispositivos funcionan atenuando la intensidad de la luz en todas las direcciones, excepto en las que queremos percibir. Un buen ejemplo de ello son las gafas de sol, que tienen un polarizador cuya función es atenuar la luz en determinadas direcciones, de modo que se reduce la cantidad de luz que recibimos.

Es oportuno recordar que las ondas transportan energía, y si se atenúa o neutraliza parte de la luz, la cantidad de energía también se reduce proporcionalmente. Normalmente, como los polarizadores no son perfectos, la atenuación tampoco lo es, y seguimos percibiendo alguna fracción de la intensidad de la luz.

Las cámaras Polaroid y las señales de radio

Las cámaras Polaroid también tienen polarizadores integrados que intensifican ciertos colores, atenúan otros y componen la imagen después. Estas cámaras nos permiten hacer fotografías en días luminosos, ya que sus filtros actúan del mismo modo que las gafas de sol. Esto también se aplica a la luz reflejada en las superficies, que resulta estar fuertemente polarizada y puede atenuarse con un filtro polarizador.

Otra aplicación de los polarizadores es la emisión y recepción de señales de radio. Volviendo al concepto de energía transportada por una onda, dado que las antenas necesitan interpretar ciertas señales para extraer información de ellas, una onda polarizada permitirá extraer esta información de forma más eficaz. Es por ello que la emisión de señales se hace con polarizadores.