Resumo de Física - Polarização

A polarização é uma propriedade das ondas eletromagnéticas que consiste na seleção e divisão das ondas de acordo com a orientação de vibração. Ou seja, trata-se de uma orientação espacial dos vetores campo elétrico e campo magnético.

A polarização ocorre quando as ondas passam por um dispositivo chamado polarizador. O polarizador tem a função de filtrar a direção em que as ondas vibram. Ele seleciona uma das direções e impede que a onda passe pelas demais direções.

O fenômeno da polarização ocorre exclusivamente com ondas transversais, ou seja, aquelas que possuem propagação perpendicular à vibração. Por outro lado, as ondas longitudinais, que se propagam na direção paralela à direção de vibração, não podem ser polarizadas.

Tipos de polarização de ondas eletromagnéticas

As ondas eletromagnéticas tem origem a partir da propagação perpendicular entre si de um campo elétrico e um campo magnético.

Esses campos são variáveis no espaço e no tempo e se propagam dando origem às ondas eletromagnéticas.  

Existem três tipos de polarização: por refração, por absorção e por reflexão.

Polarização por refração

O fenômeno da refração ocorre quando a velocidade de propagação da onda for alterada. Devido à mudança de meio, ocorre uma mudança no comprimento de onda. No fenômeno de refração acontece a polarização parcial do raio.

A polarização do raio refratado pode ser observada ao analisar a luz que emerge após uma luz natural atravessar uma lâmina de faces paralelas. Nesse caso, à medida que a luz atravessar as lâminas, a polarização irá se acentuar até que ela fique totalmente polarizada.

Polarização por absorção

A polarização por absorção ocorre com substâncias que deixam a luz atravessar apenas em certas direções preferenciais. A absorção pode ser observada com cristais de turmalina cortados paralelamente ao eixo cristalográfico ou através de polaroides.

Quando um raio atravessa um cristal, ocorre a dupla refração fazendo com que o raio penetre novamente em outro cristal e chegue até um anteparo. Assim quando um feixe de luz atinge um cristal, todos os raios que apresentam direção de vibração diferente daquele de seu eixo cristalográfico serão absorvidos pelo cristal.

Polarização por reflexão

A polarização por reflexão se fundamenta na Lei de Brewster, que diz: a polarização da luz por reflexão na superfície de um corpo transparente será total se o raio refletido for perpendicular ao raio refratado.

Ao refletir na superfície de corpos transparentes a luz se polariza, mas o grau de polarização depende do ângulo de incidência, do comprimento de onda da luz e dos meios transparentes por onde ele passa.

De acordo com o cientista escocês David Brewster, para cada par de meios transparentes e cada luz monocromática, existe um único ângulo de incidência para o qual a luz refletida é completamente polarizada.

Ondas polarizadas e não polarizadas

Exclusivo das ondas transversais, o fenômeno da polarização só ocorre com ondas que possuem propagação perpendicular à vibração.

Assim, as ondas longitudinais, como as ondas de som, por exemplo, não podem ser polarizadas. Outro exemplo de onda eletromagnética não polarizada é a luz do Sol, pois ela é emitida em diversas direções.

Um exemplo de ondas transversais que podem ser polarizadas são as ondas luminosas. Além delas, outro tipo de onda que sofre polarização são aquelas produzidas pelo rádio e pela televisão.

As ondas de televisão e de rádio são ondas polarizadas, uma vez que elas apresentam, em uma determinada direção, um campo elétrico que varia de acordo com o espaço e o tempo.

Os polarizadores

Os filtros de polarização funcionam como uma fenda que permite a passagem da luz apenas em um plano. Caso dois polarizadores estejam alinhados na mesma direção, a luz passa pelo primeiro, mas no segundo não se vê nada, pois não haverá emergência de luz.

Se houver necessidade, é possível utilizar um segundo polarizador para confirmar a polarização observada no primeiro. Caso isso corra, o primeiro filtro de polarização é colocado de maneira que polarize a onda em uma direção perpendicular à do primeiro polarizador.

A função dos filtros de polarização é restringir a passagem das ondas eletromagnéticas em certa direção. Os filtros polarizadores podem ser encontrados em equipamentos como maquinas fotográficas, para restringir a passagem da luz em alguma direção e então melhorar o brilho.

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