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Polarización
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Maestra en Fsica Aplicada Laboratorio de ptica y Ondas Electromagnticas 2015-1 Prof. Franco Gonzales
Fig.1 Muestra la alineacin de los polarizadores para la comprobacin de la ley de Malus
(a)
(b)
(b)
Laboratorio N6: POLARIZACIN
1.- OBJETIVOS
Verificacin de la ley de Malus.
Determinacin de ngulo de Brewster.
2.- FUNDAMENTO TERICO
Ley de Malus
S la luz natural incide sobre un
polarizador lineal ideal (Fig.1a), ste
seleccionar una componente del campo
elctrico transmitiendo las componentes
de E paralela a la direccin de
transmisin del polarizador. Si el
polarizador se gira alrededor de su eje, la
lectura en el detector permanecer sin
cambios debido a la simetra completa de
la luz no polarizada.
Ahora supongamos que introducimos un
segundo polarizador idntico, o
analizador (Fig.1b), donde la direccin
de transmisin de este forma un ngulo
con la direccin de transmisin de primer
polarizador entonces la intensidad de la
luz que emerge del analizador (segundo
polarizador) ser:
(ec.1)
= intensidad mxima transmitida
= ngulo entre las direcciones de los
polarizadores.
Ley de Brewster
El grado de polarizacin de un rayo
reflejado vara con el ngulo de
incidencia. David Brewster, en 1815
descubri que la polarizacin del rayo
reflejado es mxima cuando el rayo
reflejado es perpendicular al rayo
refractado a travs de los medios con
ndices de refraccin n1 y n2. Por lo tanto
el ngulo de refraccin (r) es el ngulo
complementario al ngulo de
polarizacin B.
Por lo tanto
sen B = cos r (ec.2)
Ahora utilizando la ley de Snell tenemos:
n1 sen B = n2 sen r (ec.3)
Utilizando la relacin matemtica
encontrada por Brewster, se obtiene:
n1 sen B = n2 cos (ec.4)
Por lo tanto, la Ley de Brewster permite
calcular el ngulo de polarizacin, que se
denomina, ngulo de Brewster :
tg B = n2/n1 (ec.5)
Fig.2 Esquema de un haz de luz polarizado por reflexin
Maestra en Fsica Aplicada Laboratorio de ptica y Ondas Electromagnticas 2015-1 Prof. Franco Gonzales
Fig.4 Esquema del montaje experimental para encontrar el ngulo de Brewster
3.- MATERIAL Y EQUIPO:
Banco ptico
Fuente de luz laser
Polarizadores lineales
Sensor de luz
Software Datastudio
Ventana de vidrio
Ventana de acrlico
Fuente de Luz
4.- PROCEDIMIENTO
Ley de Malus
Se realiza un montaje como se muestra en la Fig.3.
Coloca los dos polarizadores entre la fuente del haz de luz y el sensor.
Establecer la funcin de cada polarizador, analizando y
describiendo lo que cada uno de
ellos produce en el montaje.
Establecer si los polarizadores estn calibrados entre s, para ello debe
colocar los ejes de polarizacin
paralelos y la lectura del sensor de
luz debe ser mxima, si ello no
ocurre debe calibrarlos rotando uno
de los ejes hasta obtener la mxima
lectura con el sensor de luz Pasco.
Una vez alineados los polarizadores, debemos rotar el polarizador que
hace la funcin de analizador en
intervalos de 10 y medir el valor de
la intensidad del haz de luz y llenar
la tabla 1.
Graficar los datos obtenidos.
ngulo de Brewster
Mirando la fuente de luz a travs del polarizador, gire ste y verifique que
la luz no est polarizada.
Coloque el cartn con el papel blanco, trace la recta AA y site la
placa de vidrio y el objeto luminoso
como se muestra en la Fig.4.
Sin mover la placa de vidrio mueva el objeto luminoso hasta verlo
reflejado en sta.
Inserte el polarizador en la lnea de visin y mire el objeto a travs de
ste. Girando el polarizador y/o
moviendo el objeto busque que la
imagen del objeto en P desaparezca.
Marque con los alfileres los puntos
1, 2 y 3 en esta posicin.
Trace las rectas 1-2, VN y V3
Mida el ngulo de Brewster
Encuentre el ndice de refraccin del vidrio.
Repita todos estos pasos utilizando una ventana de acrlico.
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Fig.3 Esquema del montaje experimental para la ley de Malus
Maestra en Fsica Aplicada Laboratorio de ptica y Ondas Electromagnticas 2015-1 Prof. Franco Gonzales
5.- DATOS
Tabla N1 Datos para la ley de
Malus
Intensidad Luz ( )
Tabla N2 Datos del ngulo de
Brewster
n
Vidrio
Acrlico
6.- GRAFICOS Y ANLISIS DE
GRFICOS
Realiza un grfico de intensidad de luz
vs ngulo de rotacin.
7.- PREGUNTAS
1. Segn la ley de Malus, diga Ud. Que
debe ir sucediendo con la intensidad de
la luz que pasa por un polarizador si es
luz linealmente polarizada la que incide
a ste y el polarizador se gira hasta 180
de su posicin original?
2. Qu es polarizacin por reflexin?
3. Por qu no desaparece totalmente la
imagen del objeto al girar el
polarizador?
Maestra en Fsica Aplicada Laboratorio de ptica y Ondas Electromagnticas 2015-1 Prof. Franco Gonzales
8.- OBSERVACIONES
9.- CONCLUSIONES
10.- BIBLIOGRAFA
1. HECHT E., PTICA, ADDISON
WESLEY, ESPAA, 1999
2.- Gua del Laboratorio de Fsica
General 4 - PUCP
3.- Gua de Laboratorio de la
UNIVERSIDAD TCNICA
FEDERICO SANTA MARA
CAMPUS SANTIAGO
LABORATORIO FIS 129 / FIS 140