Luz torcida

Um polarizador pode alterar a polarização da luz.

Um polarizador absorve (ou reflete) o componente do campo elétrico que oscila em uma orientação específica e deixa passar o componente perpendicular a ele.

Segure dois polarizadores cruzados, isto é, um com rotação de 90 graus em relação ao outro; de modo que juntos, eles pareçam pretos. Em seguida, mantenha um terceiro polarizador entre eles em um ângulo de 45˚.

1. Por que a luz passa pelos três polarizadores, mas não atravessa os dois primeiros?

O que acontece se o polarizador do meio não está fixo em um ângulo de 45˚?
› Menos luz passa através de todos os três polarizadores.

Quanto da luz não polarizada é realmente polarizada ao longo do eixo desse polarizador?
› Uma pequena fração. Quase toda a luz é polarizada sob algum ângulo com os eixos polarizadores. Pense num lápis que cai no chão: raras vezes ele ficará exatamente paralelo ao desenho do chão.

Por que então a metade da luz passa por um único polarizador, e não apenas o pouquinho que realmente oscila ao longo do eixo?
› Um polarizador linear permite passar o componente do campo elétrico que oscila em uma orientação específica. Com tanto que a luz não seja polarizada perpendicularmente ao eixo do polarizador, há sempre um componente ao longo deste eixo. Esses componentes integrados sobre todas as direções em luz não polarizada, somam-se à metade da luz.

Um polarizador muda a polarização da luz?
› Sim. Antes de um polarizador, apenas uma pequena fração da luz não polarizada está oscilando em uma direção. No entanto, por trás dele, toda a luz transmitida – que é a metade ou a luz incidente – é polarizada no mesmo sentido.

O que acontece no polarizador do meio?
› A luz chega polarizada a 45˚ em relação ao eixo do polarizador, o que significa que tem um componente ao longo do seu eixo que pode passar. A luz transmitida é polarizada ao longo deste eixo, e, assim, a um ângulo de 45˚ para o terceiro polarizador, de modo que há também um pouco de luz que pode passar.

As películas de filme plástico consistem em cadeias moleculares condutoras que estão orientadas na mesma direção. Os elétrons podem se mover livremente ao longo dessas cadeias – mas não perpendicular a elas. O campo elétrico de uma onda de luz incidente irá, assim, ser absorvida se for orientada ao longo dessas cadeias (a energia é utilizada para mover os elétrons e, em seguida, é transformada em calor), mas não é afetada, se estiver orientada perpendicularmente. Se o campo elétrico oscilar sob um ângulo para as cadeias, apenas o componente na direção da cadeia será absorvido, enquanto que a componente transversal é transmitido – de acordo com os mesmos princípios da decomposição do vetor, com a qual seus alunos já estão familiarizados no contexto de forças. Porém, é importante perceber que a luz transmitida muda a polarização no processo.

Em resumo, o polarizador que você mantém entre os polarizadores cruzados não só absorve uma parte da luz, mas também altera a polarização da luz transmitida, de modo que uma parte dela pode passar pelo último polarizador.