Polarizadores y el triunfo de la hipótesis ondulatoria

Experientia docet Ondas Artículo 26 de 27

Fuente: Polaroid / Safilo

Los estudios científicos sobre la polarización de la luz continuaron a lo largo del siglo XIX. Por ejemplo, la forma en que el espato de Islandia separa un haz de luz no polarizada en dos haces polarizados se muestra en la de abajo y es una representación que conceptualmente data originalmente de esa época. Sin embargo, las aplicaciones prácticas se vieron frustradas, principalmente porque las sustancias polarizadoras como el propio espato de Islandia eran escasas y muy frágiles.

Fuente: Cassidy Physics Library

Uno de los mejores polarizadores era el cristal sintético herapatita, sulfato de yodo-quinina. Decimos sintético porque se descubrieron de forma accidental en 1852 cuando un estudiante añadió yodo a la orina de un perro al que habían suministrado quinina y observó que aparecían unos cristales verdosos. El responsable del laboratorio, William Bird Herapath, estudió los cristales al microscopio. Encontró que los cristales de herapatita en forma de aguja absorbían la luz que está polarizada en la dirección del eje largo del cristal y absorben muy poca de la luz polarizada en una dirección perpendicular al eje largo.

Los cristales de herapatita eran tan frágiles que parecía que no había forma de usarlos. Pero en 1928, Edwin H. Land, cuando aún era un estudiante de primer curso en la universidad, inventó una lámina de plástico que llamó «Polaroid». Este primer polarizador era una película transparente de nitrocelulosa en la que había incrustado muchos pequeños cristales de herapatita de tal manera que, cuando se estiraba el plástico, los cristales en forma de aguja se alineaban en una dirección. Por lo tanto, todos interactuaban con la luz incidente de la misma manera.

Algunas de las propiedades de un material polarizador se pueden comprobar fácilmente. Por ejemplo, se pueden obtener dos superficies de polarización de las lentes de un par de gafas de sol polarizadas, o de las gafas «tridimensionales» usadas en los cines. Si sostenemos una de las lentes frente a una fuente de luz y miramos esta primera lente a través de la segunda, comprobamos que al girar la primera lente la intensidad de luz sube y baja alternativamente. Encontraremos que una rotación de 90º nos lleva de la intensidad másxima a la mínima.

Fuente: Wikimedia Commons

¿Cómo se puede explicar este efecto? La luz que incide en la primera lente, o superficie de polarización, originalmente no está polarizada, es decir, es una mezcla de ondas polarizadas en diferentes direcciones, como ya vimos. La primera lente transmite solo las ondas que están polarizadas en una dirección y absorbe el resto. La onda transmitida que va hacia la segunda hoja ahora está polarizada en una dirección. Siempre que esta dirección coincida con la dirección de polarización de la segunda superficie, la onda no será absorbida por la segunda lente. Sin embargo, si la dirección es perpendicular a la dirección de polarización, la luz polarizada no pasará a través de la segunda lente, sino que será absorbida.

Como conclusión general de lo que hemos visto sobre las ondas de luz, vemos que los efectos de interferencia y difracción requerían un modelo de onda para la luz. Para explicar los fenómenos de polarización, el modelo de onda se tuvo que hacer más específico; la polarización podría explicarse solo si las ondas de luz son ondas transversales. En conjunto, este modelo para la luz explicaba muy satisfactoriamente todas las características de la luz consideradas hasta principios del siglo XX.

Pero, hay una nota disonante, ¿verdad? ¿En qué medio se transmiten las ondas de luz que vienen del Sol o de la Luna o de las estrellas?

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

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