POLARIZACIN POR BIRREFRINGENCIA

La birrefringencia, o doble refraccin, es un fenmeno complicado que se presenta en la calcita y en otros cristales no cbicos y en algunos plsticos sometidos a tensin como el celofn. En la mayora de los materiales la velocidad de la luz es la misma en todas las direcciones. Estos materiales son istropos. Debido a su estructura atmica, los materiales birrefringentes son anistropos. La velocidad de la luz depende de su direccin de propagacin a travs del material. Cuando un rayo de luz est incidiendo sobre estos materiales puede separarse en dos rayos denominados rayo ordinario y rayo extraordinario. Estos rayos estn polarizados en direcciones mutuamente perpendiculares y se propagan con diferentes velocidades. Dependiendo de la orientacin relativa del material y de la luz incidente, los rayos pueden propagarse tambin en direcciones diferentes. Existe una direccin particular en un material birrefringente en que ambos rayos se propagan con la misma velocidad. Esta direccin se denomina eje ptico del material. Cuando la luz se propaga a lo largo del eje ptico no ocurre nada inusual. Sin embargo, cuando la luz est incidiendo en ngulo con respecto a dicho eje ptico, los rayos se propagan en distintas direcciones y emergen separados en el espacio. Si se hace girar el material, el rayo extraordinario gira en el espacio. Si la luz est incidiendo sobre una placa birrefringente de modo que sea perpendicular a su cara cristalina y perpendicular el eje ptico, los dos rayos se propagan en la misma direccin pero con velocidades diferentes. El nmero de longitudes de onda de los dos rayos contenidas en la placa es diferente porque las longitudes de onda de ambos difieren entre s. Los rayos emergen con una diferencia de fase que depende del espesor de la placa y de la longitud de la luz incidente. Supongamos que la luz incidente est polarizada linealmente de forma que el vector campo elctrico forma un ngulo de 45 con el eje ptico, como se indica en la siguiente figura Los rayos ordinario y extraordinario parten en fase y tienen amplitudes iguales. En el caso de una lmina de un cuarto de onda, las ondas emergen con una diferencia de fase de 90, de modo que el campo elctrico resultante tiene los siguientes componentes Ex= E0 sen wtEy= E0 sen (wt + 90) = E0 cos wtPor lo que el vector campo elctrico rota barriendo un circulo y la onda est polarizada circularmente. Con una lmina de media onda, las ondas emergen con una diferencia de fase de 180, de modo que el campo elctrico resultante est polarizado linealmente con componentesEx= E0 sen wtEy= E0 sen (wt + 180) = -E0 sen wtEl efecto neto es que la direccin de polarizacin de la onda ha girado en 90 respecto de la luz incidente, como se ve en la figura siguiente