Definición de Polarización (en Física)

Ángel Zamora Ramírez
Licenciado en Física

La polarización es un fenómeno que ocurre cuando se restringe la oscilación de los campos eléctricos y magnéticos de una onda electromagnética en una sola dirección. Aunque cuando se habla de polarización casi siempre se hace referencia a la luz o a otra onda perteneciente al espectro electromagnético, este fenómeno ocurre con cualquier onda transversal, independientemente de su naturaleza.

Muchos de nosotros estamos familiarizados con las gafas de sol polarizadas, las cuales nos permiten ver mejor cuando estamos expuesto al sol y protegen nuestra vista. La existencia de estas gafas, así como de otros dispositivos como cristales polarizados, pantallas LCD y filtros de polarización, se debe gracias al entendimiento del fenómeno de polarización de la luz.

Ondas electromagnéticas y polarización

Una onda electromagnética está formada por campos eléctricos y magnéticos oscilantes y que son perpendiculares entre sí. A su vez, estos campos eléctricos y magnéticos son perpendiculares a la dirección en la cual se propaga la onda.

Por simplicidad y para poder visualizar mejor el fenómeno de polarización tomaremos en cuenta sólo el campo eléctrico, ya que sabemos que el campo magnético es perpendicular a este y a la dirección de propagación de la onda.

La luz emitida por fuentes comunes como el sol o ciertas lámparas es “luz no polarizada” o “luz polarizada aleatoriamente”. Esto quiere decir que el campo eléctrico de la onda oscila en múltiples direcciones que son perpendiculares a la dirección de propagación. Si nos pusiéramos justo enfrente de una onda electromagnética no polarizada de tal manera que su dirección de propagación sea perpendicular a nuestros ojos veríamos algo parecido a lo mostrado en la siguiente imagen.

En este diagrama la dirección de propagación de la onda se encuentra sobre el eje x y el símbolo “x” del centro nos indica que dicho eje es perpendicular a la página y que está dirigido hacía nosotros. Por otro lado, los campos eléctricos \vec{E} de la onda electromagnética oscilan en cualquier dirección sobre el plano yz conformado por los ejes y y z. Por simplicidad, muchas veces se suele representar a la luz polarizada sólo con dos campos eléctricos, cada uno sobre uno de los ejes que forman el plano de polarización, tal y como se muestra en la siguiente figura.

Cómo mencionamos, la polarización de una onda electromagnética ocurre cuando su campo eléctrico oscila en una sola dirección. Esto se logra bloqueando los campos eléctricos que oscilan en el resto de las direcciones. Al hacer esto nos quedamos con ondas electromagnéticas conformadas por campos eléctricos que oscilan sólo en la dirección deseada, tal y como podemos apreciar en las siguientes imágenes.

Ambos casos son ejemplos de “Polarización Lineal”. En la primera imagen se dice que se tiene una “polarización vertical”, debido a la dirección en la que se queda oscilando el campo eléctrico, en el segundo caso, por el contrario, se tiene lo que se conoce como “polarización horizontal”. Este tipo de polarización es de las más comunes y se utiliza, por ejemplo, en las gafas de sol. También existe un tipo de polarización conocida como “Polarización Circular” en la que el campo eléctrico oscila en distintas direcciones describiendo un círculo en el plano de polarización.

¿Cómo se polariza la luz?

Ya hemos dicho que para obtener luz polarizada tenemos que bloquear los campos eléctricos que oscilan en direcciones distintas a la dirección en la que queremos que oscile el campo eléctrico de la luz polarizada, pero ¿Cómo se logra esto? Para poder polarizar luz que no está polarizada generalmente se utilizan los llamados “Filtros polarizadores”.

Los filtros polarizadores consisten en películas formadas por moléculas largas conocidas como “polímeros”. Estas películas poliméricas se suelen colocar sobre o entre materiales plásticos y/o de vidrio. Los polímeros de los filtros polarizadores se colocan sobre una sola dirección de tal manera que todos los polímeros sean paralelos entre sí.

Cuando luz no polarizada pasa a través de un filtro polarizador, los campos eléctricos que no se encuentran alineados con la dirección de los polímeros son absorbidos, por otro lado, los campos eléctricos paralelos a dicha dirección pasan a través del filtro. Es de esta manera en que se obtiene luz polarizada. Cabe aclarar que cada filtro tiene su propia dirección de polarización. Es por ello que si se colocan dos filtros polarizadores, uno sobre el otro, de tal manera que sus direcciones de polarización sean perpendiculares entre sí, la luz incidente se bloquea por completo.

Es importante aclarar que cuando la luz es polarizada, la intensidad de esta disminuye. Esto ocurre debido a que los campos eléctricos bloqueados aportan a la intensidad original. De esta manera es que las gafas de sol polarizadas ayudan a que podamos ver mejor en entornos con mucha luz solar y que protejamos nuestra vista.

Por: Ángel Zamora Ramírez. Licenciado en Física egresado de la Universidad de Colima. Maestro en Ciencias en Ingeniería y Física Biomédicas egresado del CINVESTAV. Amante de la divulgación científica.

Trabajo publicado en: Jun., 2024.

Datos para citar en modelo APA: Zamora Ramírez, A. (junio, 2024). Definición de Polarización (en Física). Significado.com. Desde https://significado.com/polarizacion-fisica/