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Física
edad: 15 – 18

Tensión visible

Si sujetamos un objeto de plástico transparente, como una regla o una bolsa de plástico, entre polarizadores cruzados se produce un efecto colorido, que depende de la tensión mecánica causada por defectos o por el proceso de producción. Estudiar el origen de esos colores nos ayudará a entender mejor la polarización y la interacción de la luz con la materia.

Objetivos de aprendizaje

El plano de polarización de la luz se puede cambiar cuando la luz interactúa con la materia.

Polarizadores
Objetos de plástico
Tarea de los alumnos

Sujeta un objeto de plástico transparente entre dos polarizadores cruzados, es decir los dos ejes de los polarizadores quedan perpendiculares.

1. ¿Por qué pasa un poco de luz por el lugar donde se encuentra el objeto de plástico, mientras que donde están los polarizadores cruzados solos se ve negro?

2. ¿De dónde vienen los colores?

3. ¿Por qué cambian los colores si doblas o tuerces el objeto plástico?

Preguntas orientadoras
(si es necesario)

¿Qué luz atraviesa el primer polarizador?
› Solo la luz con el campo eléctrico oscilando en un plano orientado a lo largo del eje del polarizador.

¿Por qué los polarizadores cruzados están «oscuros»?
› El segundo polarizador bloquea la luz que puede atravesar el primero.

¿Qué debe suceder para que la luz que atraviesa el primer polarizador pueda también atravesar el polarizador cruzado?
› El plano de polarización tiene que girar.

¿Qué le hace el plástico a la luz polarizada?
› Gira el plano de polarización de la luz.

¿Cómo cambian los colores cuando giras el polarizador?
› Van cambiando a lo largo del espectro visible.

Por lo tanto, ¿el plástico gira el plano de polarización de todas las longitudes de onda equitativamente?
› No, alguna longitud de onda se tuerce más que otra y causa los colores.

¿De qué depende el ángulo de rotación?
› De las propiedades del material y su grosor, de la longitud de onda de la luz y de la tensión mecánica, como puede observarse cuando se dobla el material.

Conclusiones

El primer polarizador solo deja pasar la luz cuando el campo eléctrico está oscilando en un determinado plano. Un polarizador cruzado (rotado 90 grados respecto del primero) bloquea esa luz, ya que solo deja pasar la luz que oscila en un plano perpendicular. Por lo tanto, para poder atravesar los dos polarizadores, la luz debe girar su plano de polarización entre los dos polarizadores, que lo hace mientras pasa a través del plástico. El grado de rotación del plano de polarización de la luz producido por la interacción entre la luz y las moléculas del plástico depende de varios factores, tales como el tipo de material y el grosor, la longitud de onda de la luz y la tensión o los defectos del material.

Para reducir la cantidad de polarizadores en el experimento, puedes sujetar los objetos de plástico entre una pantalla de LCD blanca y un polarizador. Si usas gafas polarizadas (como las del cine 3D), ten en cuenta que algunas tienen en uno de los lados una fina capa que transforma la luz polarizada lineal en luz polarizada circular.