Aventuras polarizadas: Explorando la luz en el Aula

Publicado el 23 de Noviembre de 2023 | Física y Química

La polarización de la luz, más allá de ser un tema de discusión en clases de óptica, tiene numerosas aplicaciones prácticas.

Podemos encontrar algunos ejemplos en las gafas de sol que utilizamos para reducir el deslumbramiento, los filtros polarizadores que utilizan los fotógrafos profesionales para captar imágenes más nítidas y libres de reflejos, las pantallas LCD de televisores, monitores y teléfonos móviles así como en las gafas que se utilizan para ver las imágenes 3D en los cines que ofrecen este formato.

También podemos encontrar ejemplos en la naturaleza. Algunas especies de animales, como las abejas, algunas aves y los pulpos son capaces de percibir la polarización de la luz y utilizarla para orientarse.

Para ayudar a explicar a tus estudiantes cómo funciona la polarización de la luz, en esta ocasión te proponemos una serie de montajes sencillos y efectivos.

Aplicación en el aula

Para el primer montaje, te sugerimos que en primer lugar muestres cómo se transmite la luz a través de dos polarizadores lineales. Las láminas polarizadoras son económicas y se pueden encontrar en tiendas de fotografía. Colócalas inicialmente con sus ejes paralelos uno respecto al otro, de modo que la luz puda atravesar el conjunto y luego gira una de las láminas 90º para que ambas se vean de color negro al bloquear la luz.

De manera adicional, puedes preparar una demostración análoga pero con ondas mecánicas, utilizando dos planchas de cartón cuadradas de 50cm de lado y una cuerda de tender de unos 2m de largo.

En primer lugar, prepara los cartones cortando una rendija vertical en el centro de cada uno suficientemente ancha para permitir el paso de la cuerda.

A continuación, pide a dos estudiantes que sujeten los cartones en posición vertical y paralelos entre sí, con una distancia de aproximadamente 50 cm entre ellos.

Pide a un tercer estudiante que sujete el extremo de la cuerda manteniéndola horizontálmente alineada con las rendijas de los cartones plumas. Pasa la cuerda por ambas rendijas y sujétala al otro lado.

Genera ondas en la cuerda como si estuvieras dando a la comba. Podrás observar como al atravesar el primer cartón la cuerda pierde toda componente circular y sólo vibra en el plano vertical. Tienes una cuerda “linealmente polarizada” y su movimiento se transmite hasta el final de la cuerda.

Al igual que con las láminas polarizadoras, pide a uno de los estudiantes que gire el cartón pluma 90 grados, de modo que el movimiento de la cuerda deje de transmitirse. La analogía es evidente ahora.

También puedes completar estas demostraciones utilizando unas gafas polarizadas delante de una pantalla LCD o LED y girándolas para ver cómo varía la luz según el ángulo. Encontrarás distintos resultados dependiendo del tipo de gafa.

Finalmente, si colocas un elemento de metacrilato entre ambas láminas polarizadoras, podrás observar un fenómeno fascinante: la aparición de colores vivos y patrones debido a la birrefringencia del metacrilato. Este efecto, conocido como fotoelasticidad, se produce cuando el material es sometido a tensiones internas, alterando así la polarización de la luz que lo atraviesa. Este experimento no solo es visualmente atractivo, sino que también sirve para ilustrar un modo de detectar cuales son las zonas más frágiles de un objeto.

Esperamos que estos experimentos te ayuden a ilustrar el concepto de polarización de la luz de una manera dinámica e interactiva. A través de estas actividades prácticas buscamos inspirar la curiosidad y el entusiasmo en el alumnado, facilitando la comprensión de un fenómeno que, aunque aparentemente invisible, es fundamental para numerosas aplicaciones tecnológicas.

Por Lucía García