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Las diferencias entre la luz y la polarización de la onda electromagnética

Las diferencias entre la luz y la polarización de la onda electromagnética

Antecedentes y interpretación actual

Las ondas electromagnéticas se consideran las ondas transversales en el que las vibraciones de los campos eléctricos y magnéticos son perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación ( fig. 1 ) . Estos dos campos cambian con el tiempo y en el espacio de una forma sinusoidal .
En general , sólo el campo eléctrico se representa , en relación con la dirección de propagación , ya que es con el campo eléctrico que los detectores ( ojo , película fotográfica , CCD , etc ) interactúan .

 

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Fig.1 propagación de la onda electromagnética

 

La luz visible representa sólo una pequeña parte de todo el espectro electromagnético . Las ondas electromagnéticas con longitudes de onda más cortas y las energías superiores incluyen la luz ultravioleta , los rayos X y los rayos gamma. Las ondas electromagnéticas con longitudes de onda más largas y energías inferiores incluyen la luz infrarroja , las microondas y las ondas de radio y televisión.

Tipo de Rango de longitud de onda de radiación

Los rayos gamma < 13:00
rayos -x 1 nm a 1 pm
ultravioleta de 400 nm - 1 nm
visible 750 nm -400 nm
infrarrojos 2,5 mm - 750 nm
microondas 1 mm - 25 mm
ondas de radio > 1 mm

La polarización de una onda electromagnética se refiere a la orientación de su campo eléctrico E. Cuando la dirección del campo eléctrico (E ) está variando al azar con el tiempo en una escala muy rápido , en relación con la dirección de propagación de la onda se considera no polarizada .

En caso de una onda polarizada linealmente , el vector eléctrico tiene una orientación fija en relación con la dirección de propagación , como en la figura 2 .

 

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Figura 2 . La orientación del campo eléctrico para la onda electromagnética polarizada y no polarizada

 

La polarización de la onda electromagnética se puede producir por absorción, dispersión , reflexión y birrefringencia .
Un polarizador lineal es un dispositivo que sólo permite que los componentes de campo eléctrico paralelo a una dirección determinada ( llamado el eje de polarización ) para pasar a través . Cualquier onda electromagnética que llega a través de un polarizador tal es polarizado en la dirección del eje de polarización . Después de dejar el polarizador , la polarización de la onda ( dirección de campo E ) no cambia , y la onda se considera que es polarizada linealmente .
Si la luz linealmente polarizada pasa a través de un segundo polarizador , la intensidad I transmitida ( θ ) de las olas a medida que sale del segundo polarizador , está dada por la Ley Malus ' .
La manera específica en la que un haz de ondas electromagnéticas en una polarización específica se refleja ( y refracta ) en la interfaz entre dos medios diferentes se puede utilizar para determinar el índice de refracción del sólido .
Específicamente , para una interfaz particular, existe un ángulo particular de incidencia (en relación con el vector normal de la superficie ) , llamado el ángulo de Brewster , que está relacionado con el índice de refracción de un material . En este ángulo , el coeficiente de reflexión de la luz polarizada paralela al plano de incidencia es cero . Por lo tanto , si la luz incidente es no polarizado e incide sobre el material en el ángulo de Brewster , la luz reflejada desde el sólido será polarizada en el plano perpendicular al plano de incidencia . Si la luz incidente es polarizada paralela al plano de incidencia , la intensidad de la luz reflejada será teóricamente cero en el ángulo de Brewster .
El experimento propuesto utilizar la polarización por reflexión debido a su simplicidad , pero otros métodos de polarización se puede usar también.

Cuando un fascículo luz incide sobre el espejo M en el ángulo de Brewster , el fascículo reflejada es polarizada linealmente . El uso de un segundo espejo giratorio M ' la ley Malus se puede comprobar . Si ' se hace girar alrededor del PP ' hacha espejo M, el reflejada P 'S ' fascículo tiene una intensidad variable con dos minim y dos valores de máxima. Cuando el segundo fascículo cae como el primer fascículo en el ángulo de Brewster fascículo la S'P ' tiene un valor mínimo .

 

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Figura 3 . La polarización por reflexión

Los experimentos con la luz visible y los espejos se hicieron más a continuación, hace un siglo , a partir de Brewster y repetida en muchos laboratorios .

Hasta la fecha, algunos experimentos se realizaron con el fin de comprobar los fenómenos de IR, y el efecto puede ser aceptada como válida por los rayos UV y gamma. En relación con este tipo de experimento , vale la pena recordar un artículo de 1969 : polarizadores rotativos para los cerca de infrarrojos, RM Lambert et al, J. Phys. . E : Ciencia . Instrum . 2 799-801 doi : 10.1088/0022-3735/2/9/311 .

experimento propuesto

Para la teoría propuesta es interesado para comprobar el funcionamiento de este experimento en el microondas u ondas de radio . Es difícil llevar a cabo el experimento para las ondas de radio largo , pero para microondas o terraherz dominio , con longitud de onda de orden submilimétricas o centímetro no debería ser problemas insuperables en la repetición de este tipo de experimento .

En teoría propuesta hay una diferencia fundamental entre las ondas electromagnéticas y la luz .
Por principio hay que destacar que el índice de refracción se define por la luz no tiene ningún significado en el caso de microondas ( por extensión también a otras ondas de radio ) .
Vale la pena recordar un estudio realizado por un equipo de la Universidad de Oklahoma disponible en el enlace : http://www.nhn.ou.edu/ ~ johnson/Education/Juniorlab/Microwave/2003SP_MicrowaveOptics.ppt # 27
En el experimento , las microondas polarizadas reflejadas por una lámina de polietileno , son contados en diferente ángulo de incidencia . Obtuvieron máximo de reflexión no para un solo valor del ángulo de incidencia , pero para más valores . Su conclusión : somos incapaces de detectar ángulo de Brewster en el experimento propuesto.
Los resultados obtenidos son sin sentido en el marco de la física actual .
En teoría propuesta el índice de refracción es una característica de la interacción de los fotones con la materia .
La onda electromagnética interactúa de manera diferente con la materia . En el caso de las ondas electromagnéticas , en función del material , es posible tener más de un máximo de reflexión o no tener máxima en absoluto .
En consecuencia , en un dispositivo de polarización doble espejo , el uso de un horno de microondas o de una fuente de radio UHF , cuando el segundo espejo se hace girar , la intensidad de microondas no modifica de acuerdo con la ley Malus . Es posible que los diferentes ángulos de tener más de lo esperado máximo de microondas polarizada reflejada o no tener máxima y la conclusión es clara : las ondas de radio no sigue las mismas reglas como los fotones polarizados ( IR, VIS , etc UV) en la reflexión.
El uso de otro método de polarización ( absorción, dispersión , birrefringencia ) se debe obtener la misma diferencia entre la luz y las ondas electromagnéticas.
El experimento para UHF onda electromagnética se puede simplificar mucho si en lugar de primer espejo polarizante se utiliza el efecto de la polarización debido a la antena específica . La orientación física de una antena inalámbrica corresponde a la polarización de las ondas de radio recibidos o transmitidos por esa antena. Por lo tanto , una antena vertical recibe y emite ondas de polarización vertical y horizontal de una antena recibe o emite ondas polarizadas horizontalmente . Por un microondas
En consecuencia, para UHF , las ondas polarizadas procedentes de una Digamos caída vertical de la antena directamente sobre un espejo giratorio y de acuerdo a la interpretación actual de la reflexión debe respetar la ley Malus . En realidad, el experimento produce resultados negativos con respecto a esta ley , por lo que una vez más la suposición de que la luz es una onda electromagnética es infundada .

 

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La Figura 4 . Esquema simplificado de onda electromagnética

 

La interpretación corpuscular detallada de polarización de la luz se presenta en el libro delante.
El análisis detallado de la interacción de las ondas electromagnéticas con la materia será analizada en un libro más relacionado con la electricidad .

 

 

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