Las Propiedades de la luz. La Polarización de los rayos de luz

Las Propiedades de la luz – Parte IV: La Polarización de los rayos de luz.

En este post vamos a hablar sobre la polarización y de la luz, y de cómo sacar partido de la polarización de la luz.

Los rayos luminosos

Ya en el artículo “La luz y su Percepción por el ojo humano” hicimos referencia sobre la forma en que percibimos las cosas que se encuentran en el mundo que nos rodea mediante los efectos luz que los hace visibles.

Mencionamos también que la luz visible es una radiación electromagnética, y que sólo una parte de este espectro electromagnético es percibido por el ojo humano.

Partiendo de esta base, podemos advertir que al mirar el entorno que nos rodea, la radiación electromagnética (especialmente la que comprende al espectro de luz visible) suele de un gran conjunto de fuentes individuales que pueden ser tanto naturales como artificiales.

Cabe agregar también que estas fuentes de luz, como ser el Sol o los distintos tipos de artefactos de luz artificial, emiten ondas lumínicas que si bien se propagan con una dirección determinada, tal como lo señalamos en el artículo “La Luz y sus Propiedades – Parte I: La Propagación y la formación de las Sombras”, los campos eléctricos que presentan estas ondas se desplazan en distintos sentidos, aunque siempre lo hacen de manera perpendicular a la dirección de propagación.

Es por este motivo que cada una de estas fuentes de luz genera a una importante cantidad de ondas independientes, sea que se trate de la propia fuente de luz o de rebotes de estas fuentes contra distintos tipos de objetos, dan como resultado una luz denominada incoherente.

A su vez, los rayos luminosos que conforman esta luz visibles, se componen de un espectro de frecuencias que presenta distintas longitudes de onda, que según el tamaño de la misma, dan como resultado la formación de los distintos colores según la frecuencia ondulatoria.

Como consecuencia de ello, y debido a la gran cantidad de frecuencias electromagnéticas que conforman el denominado espectro de luz incoherente, la luz puede presentar una mezcla de varios colores que a su vez pueden presentar distintas intensidades.

Según la manera en cómo se presente la superposición de las ondas electromagnéticas de distinta frecuencia, es posible filtrarla -mediante el uso de un filtro polarizador- a fin de buscar un equilibrio. 


   


La Polarización

La polarización de los rayos luminosos, especialmente de aquellos que conforman el espectro visible, refiere precisamente al filtrado de aquellas ondas electromagnéticas que se encuentran oscilando con más de una orientación.

De esta manera, la polarización de la luz consiste en la modificación (alineación) de los rayos luminosos mediante la acción de los fenómenos de refracción o reflexión.

Estos dos conceptos ya los analizamos en los artículos “La Luz y sus Propiedades. Parte II: Difracción e Interferencia, Refracción & Dispersión” y “La Luz y sus Propiedades. Parte III: La Reflexión y sus Aplicaciones Prácticas”, así que si no los viste podés hacer clic en los enlaces para profundizar estos conceptos.

A modo de síntesis, y enfocando estos fenómenos desde el punto de vista que aquí nos interesa, podemos destacar los siguientes efectos:

Que la refracción hace que una radiación electromagnética (como es el caso de un rayo de luz) cambie de dirección al pasar oblicuamente de un medio a otro de diferente velocidad de propagación. 

Y por su parte, la reflexión implica hacer retroceder, cambiando de dirección de  la luz al chocar con una superficie lisa de otro medio.

 Por la aplicación de estos dos fenómenos resulta que los haces de luz una vez que son polarizados no puedan refractarse o reflejarse de nuevo en ciertas direcciones, y la consecuencia de esto los haces de luz polarizada son aquellos que luego de ser filtrados se proyectan en una determinada dirección de oscilación.


Los filtros polarizadores

Estos filtros están compuestos por un material que en su interior posee una suerte de tramado que de forma selectiva sólo permite el paso de aquellas ondas luminosas que presenten una determinada dirección de oscilación, bloqueando el resto de “planos de polarización”.

Este tipo de filtros presenta una cadena de polímero estirada a punto tal que las moléculas de su estructura actúan como una rejilla que absorbe una parte de la luz, permitiendo el paso de la luz polarizada.

Este efecto se logra al girar el filtro que actúa como una rejilla que permite únicamente el paso de la luz que oscila en el plano paralelo al vector normal a la superficie de la reja, y que produce sus efectos a medida que se lo va girando.

Los filtros polarizadores bloquean el paso de luz polarizada a 90º respecto al plano polarizador del filtro, de modo tal que la luz transmitida al otro lado del filtro se considera luz polarizada.

Para sacarle el máximo partido a estos filtros, resulta conveniente que nos coloquemos a 45 grados respecto de la fuente de luz, ya que es en esa posición dónde el filtro nos va a proporcionar su mejor rendimiento, el cual irá en disminución a medida que nos coloquemos frente a la fuente de luz, o bien a contra luz.



Efectos prácticos de la polarización

El polarizado de la luz en fotografía presenta varias ventajas, y para determinados tipos de fotografía profesional resulta ser esencial para obtener una toma de calidad profesional.

Este resultado de la polarización va a depender del ángulo en el cual ubiquemos nuestro objetivo respecto a la fuente de luz, y el efecto logrado por el filtro la vamos a poder apreciar al girar el anillo hasta llegar al punto deseado.

Entre los principales efectos que podemos lograr en la práctica, podemos señalar:

• Elimina reflejos sobre superficies no metálicas tales como el agua, el vidrio o el cristal, permitiendo la ver claramente a través de estas superficies.

También es efectivo para eliminar reflejos indeseados sobre superficies plásticas, maderas lustradas, etc.

• Asimismo son muy utilizados para reducir las imágenes del cielo que son reflejadas sobre superficies horizontales.

• Mejora los tonos amarillo verdoso de las plantas y los árboles como consecuencia del filtrado de los reflejos azulados del cielo.

• También mejora los tonos azules del cielo, logrando mayor intensidad del color por cuanto el filtro elimina una gran cantidad de luz que se encuentra difusa en el cielo.

Asimismo, esto posibilita también que las nubes blancas se vean más contrastadas y que destaquen más en un cielo azul más saturado.

Sin embargo, hay que tener en cuenta que para maximizar los efectos de la polarización de la luz hay que generar un ángulo de 90° respecto del sol, por cuanto en otros ángulos los efectos del filtro son menores, pudiendo incluso llegar a no tener efecto.

• También es útil para aumentar el contraste, siempre teniendo en cuenta el ángulo de incidencia de la luz, por ejemplo cuando estamos fotografiando una puesta de sol y nos ubicamos para que el horizonte forme un ángulo de 90° respecto de nuestra posición y el Sol. 



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