Fotónica Aplicada a la Informática (FAI)
Entender el fenómeno de la polarización de la luz.
Conocer las diferentes formas de polarizar la luz: polarización por absorción, polarización por reflexión, polarización por doble refracción, y polarización por dispersión.
Conocer la ley de Malus, y saber aplicarla para el cálculo de la intensidad transmitida por un polarizador.
Conocer algunas aplicaciones de la polarización de la luz: pantallas de cristal líquido y efecto Faraday.
Luz natural y luz polarizada.
Tipos de polarización.
Polarización por absorción: Ley de Malus.
Polarización por reflexión: Ángulo de Brewster.
Polarización por doble refracción.
Polarización por dispersión.
Actividad óptica: cristales líquidos y efecto Faraday.
Se comienza definiendo la luz polarizada, insistiendo fundamentalmente en la luz polarizada linealmente.
Se explica como funciona un polaroide, que permite obtener luz polarizada linealmente por absorción. A partir de la relación entre la intensidad luminosa y el campo eléctrico se introduce la ley de Malus, para calcular la intensidad transmitida por un polarizador.
Se explica la polarización por reflexión, y se calcula el ángulo de Brewster como el ángulo de incidencia tal que el rayo reflejado y el refractado forman un ángulo de 90º, estando en esta situación la luz reflejada completamente polarizada.
Se introduce la polarización por doble refracción: se define los rayos ordinario y extraordinario. Se explica el desfase que aparece entre el rayo ordinario y extraordinario cuando la luz incide perpendicularmente al eje óptico. Se define la lámina de cuarto de onda, que produce luz polarizada circularmente, y la lámina de media onda que es capaz de girar la luz polarizada linealmente.
Se explica como se produce la polarización por dispersión.
Se define la actividad óptica de
un material, y el poder de rotación. Se explica las
propiedades fundamentales de los cristales líquidos, y como se
utiliza en las pantallas de cristal líquido. Se introduce el
efecto Faraday, y se explica como se utiliza para eliminar
reflexiones indeseadas en las fibras ópticas.
En primer lugar, se coloca
un polaroide delante de la ventana o de los tubos fluorescentes del
aula observando como el polaroide deja pasar únicamente la
mitad de la luz, al tratarse en este caso de luz no polarizada.
Colocando un segundo polaroide a modo de analizador, y haciéndolo
girar, se comprueba como la intensidad transmitida depende del ángulo
que forman los polaroides (ley de Malus).
Se dibuja una línea recta en la pizarra, y colocando delante de la misma un cristal de calcita, se observa los rayos ordinario y extraordinario: haciendo girar el cristal, se observa como el rayo extraordinario gira alrededor del rayo ordinario. Con la ayuda de un polaroide se comprueba que los rayos ordinarios y extraordinarios están polarizados en direcciones perpendiculares entre sí.
Se hace girar un polarizador delante del proyector LCD del aula, y se observa como la luz emitida está polarizada, lo cual se relaciona con el funcionamiento de las pantallas de cristal líquido.
