DISPOSITIVOS PARA LUZ POLARIZADA

ESQUEMA

FUNDAMENTOS

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BIOGRAFÍA

 

               Los sólidos cristalinos del sistema regular o cúbico son monorrefringentes y para ellos a cada rayo de luz incidente le corresponde uno refractado. En los demás sistemas cristalinos se presenta el fenómeno de la doble refracción, como ocurre por ejemplo en el cuarzo, mica y espato de Islandia. En este último se puede obtener por exfoliación un romboedro en el que es posible reconocer un eje de simetría ternario denominado eje óptico que une vértices opuestos originados por aristas que forman entre sí ángulos obtusos iguales. Todas las direcciones paralelas a este eje óptico son equivalentes y establecen infinitos ejes ópticos. El plano paralelo a los mismos en ese eje óptico, se denomina sección principal. Un rayo luminoso que incida sobre el cristal coincidiendo con la dirección del eje óptico no sufre ninguna desviación, pero cualquier otro rayo se descompone en dos, el rayo ordinario y el rayo extraordinario, cuya velocidad es máxima dándose así lugar al fenómeno de la birrefringencia, ligado al de la polarización de la luz, ya que ambos rayos están totalmente polarizados en planos perpendiculares. Los cristales que como el espato de Islandia poseen una sola dirección que funciona como eje óptico se denominan uniáxicos. El plano de vibración del rayo ordinario es perpendicular a la sección principal, al tanto que el rayo extraordinario vibra según el plano de la misma. Si se desgastan las caras paralelas de un romboedro hasta que el ángulo obtuso adopte un valor de 68º, en vez de los 71º del cristal natural, y el sólido resultante se corta por un plano perpendicular a la sección principal, pegando seguidamente los dos mitades resultantes con bálsamo del Canadá, se obtiene el denominado prisma de Nicol . En éste, el rayo ordinario ro experimenta la reflexión total, al tanto que el extraordinario no experimenta ninguna desviación y sigue según pm; la justificación de este hecho reside en que el cristal posee dos índices de refracción diferentes, 1’68 y 1’69 para cada rayo, al ser diferentes sus respectivas velocidades de propagación.

               El instrumento constituido por dos prismas de nicol, polarizador y analizador, cuyas secciones sean paralelas, forma lo que se llama polariscopio, y en estas condiciones el sistema permite el paso de la luz. Si el analizador está en posición perpendicular, o cruzado, el campo aparece oscuro.

               El empleo de instrumentos de laboratorio que utilizan luz polarizada en sus diversas operaciones fue muy frecuente en los primeros tiempos del desarrollo de la disciplina que se llamó inicialmente Aparatos de Física. Ello fue un hecho común en todos los laboratorios y centros científicos, pero particularmente en la Facultad de Farmacia se manifestó de forma destacada, a causa principalmente del desarrollo en Granada de una industria de producción de azúcar de remolacha y de otros productos, así como por la necesidad de aplicación en los laboratorios de orientación clínica. Al mismo tiempo, y quizás como razón fundamental, ha de destacarse su trascendencia académica en la formación de los alumnos. Resultado de estas consideraciones es la existencia de un amplísimo archivo de instrumentos, que van desde los prismas de Nicol y pinzas de turmalina., polarizadores y analizadores, microcristales de iodatos y hepatitas, polarímetros de Laurent, Mitscherlich, Lippich, Cornu-Duboscq y otros, hasta los utensilios para manejo con luz polarizada circular o elíptica, etc. También es de destacar el conjunto de sacarímetros existente.

               La luz polarizada que es característica de las ondas transversales y en particular de las luminosas, se produce cuando la vibración tiene lugar en un plano definido particular que resulta perpendicular a la dirección de propagación de la luz y que se denomina plano de polarización. Resulta constante en el tiempo para la polarización rectilínea, pero gira en torno a la dirección de propagación en la polarización elíptica y en la circular. La polarización de la luz se puede obtener por reflexión, por refracción, por birrefracción y, en general, por las interacciones que se producen para dar lugar a la difracción y a la difusión de la luz.

El fenómeno conocido desde muy antiguo como birrefringencia propio de los cristales de espato de Islandia, se comenzó a estudiar cuantitativamente a partir de las experiencias de Etienne Louis Malus (1775-1812), quien en 1809 realizó el descubrimiento de la polarización por reflexión. Por otra parte, según Brewester la polarización es total cuando el rayo incidente y el refractado forman un ángulo de 90º, es decir cuando la tangente del ángulo de incidencia toma el valor del índice de refracción del medio donde ocurre el fenómeno.