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

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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

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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?

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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