polarización circular

Estado de polarización

Los vectores del campo eléctrico de una onda electromagnética polarizada circularmente. Esta onda está polarizada circularmente hacia la derecha/en el sentido de las agujas del reloj, según se define desde el punto de vista de la fuente, o está polarizada circularmente hacia la izquierda/en el sentido contrario a las agujas del reloj, si se define desde el punto de vista del receptor.

En electrodinámica , la polarización circular de una onda electromagnética es un estado de polarización en el que, en cada punto, el campo electromagnético de la onda tiene una magnitud constante y está girando a velocidad constante en un plano perpendicular a la dirección de la onda.

En electrodinámica, la intensidad y dirección de un campo eléctrico está definida por su vector de campo eléctrico. En el caso de una onda polarizada circularmente, la punta del vector del campo eléctrico , en un punto dado del espacio, se relaciona con la fase de la luz a medida que viaja a través del tiempo y el espacio. En cualquier instante de tiempo, el vector del campo eléctrico de la onda indica un punto de una hélice orientado a lo largo de la dirección de propagación. Una onda polarizada circularmente puede girar en uno de dos sentidos posibles: polarización circular hacia la derecha (RHCP), en la que el vector del campo eléctrico gira hacia la derecha con respecto a la dirección de propagación, y polarización circular hacia la izquierda (LHCP). ) en el que el vector gira en sentido izquierdo .

La polarización circular es un caso límite de polarización elíptica . El otro caso especial es la polarización lineal , más fácil de entender . Los tres términos fueron acuñados por Augustin-Jean Fresnel , en una memoria leída en la Academia de Ciencias de Francia el 9 de diciembre de 1822. ^{[1] [2]} Fresnel había descrito por primera vez el caso de polarización circular, sin nombrarlo aún, en 1821. ^[3]

El fenómeno de la polarización surge como consecuencia de que la luz se comporta como una onda transversal bidimensional .

La polarización circular ocurre cuando los dos vectores componentes del campo eléctrico ortogonales son de igual magnitud y están desfasados ​​exactamente 90°, o un cuarto de longitud de onda.

Características

Luz polarizada circularmente hacia la derecha/en el sentido de las agujas del reloj que se muestra con y sin el uso de componentes. Esto se consideraría polarizado circularmente hacia la izquierda/en sentido antihorario si se define desde el punto de vista de la fuente en lugar del receptor.

En una onda electromagnética polarizada circularmente, los vectores del campo eléctrico individuales, así como su vector combinado, tienen una magnitud constante y con un ángulo de fase cambiante. Dado que se trata de una onda plana , cada vector representa la magnitud y dirección del campo eléctrico para todo un plano que es perpendicular al eje óptico. En concreto, dado que se trata de una onda plana polarizada circularmente , estos vectores indican que el campo eléctrico, de plano a plano, tiene una fuerza constante mientras su dirección gira de manera constante. Consulte estas dos imágenes ^{[ enlace muerto ]} en el artículo sobre ondas planas para apreciar mejor esta dinámica. Esta luz se considera polarizada circularmente hacia la derecha, en el sentido de las agujas del reloj, si la ve el receptor. Dado que se trata de una onda electromagnética , cada vector de campo eléctrico tiene un vector de campo magnético correspondiente, pero no ilustrado, que forma un ángulo recto con el vector de campo eléctrico y es proporcional en magnitud a él. Como resultado, los vectores del campo magnético trazarían una segunda hélice si se mostraran.

La polarización circular se encuentra a menudo en el campo de la óptica y, en esta sección, nos referiremos a la onda electromagnética simplemente como luz .

La naturaleza de la polarización circular y su relación con otras polarizaciones a menudo se entiende pensando que el campo eléctrico está dividido en dos componentes perpendiculares entre sí. La componente vertical y su plano correspondiente se ilustran en azul, mientras que la componente horizontal y su plano correspondiente se ilustran en verde. Observe que la componente horizontal hacia la derecha (en relación con la dirección de viaje) adelanta a la componente vertical en un cuarto de longitud de onda , una diferencia de fase de 90°. Es esta relación de fase en cuadratura la que crea la hélice y hace que los puntos de máxima magnitud de la componente vertical se correspondan con los puntos de magnitud cero de la componente horizontal, y viceversa. El resultado de esta alineación son vectores seleccionados, correspondientes a la hélice, que coinciden exactamente con los máximos de las componentes vertical y horizontal.

Para apreciar cómo este cambio de fase en cuadratura corresponde a un campo eléctrico que gira manteniendo una magnitud constante, imagine un punto que viaja en el sentido de las agujas del reloj en un círculo. Considere cómo los desplazamientos vertical y horizontal del punto, con respecto al centro del círculo, varían sinusoidalmente en el tiempo y están desfasados ​​en un cuarto de ciclo. Se dice que los desplazamientos están desfasados ​​en un cuarto de ciclo porque el desplazamiento máximo horizontal (hacia la izquierda) se alcanza un cuarto de ciclo antes de que se alcance el desplazamiento máximo vertical. Ahora, refiriéndose nuevamente a la ilustración, imagine el centro del círculo que acabamos de describir, viajando a lo largo del eje de adelante hacia atrás. El punto circular trazará una hélice con el desplazamiento hacia la izquierda de nuestra visión, liderando el desplazamiento vertical. Así como los desplazamientos horizontal y vertical del punto giratorio están desfasados ​​en un cuarto de ciclo en el tiempo, la magnitud de las componentes horizontal y vertical del campo eléctrico están desfasadas en un cuarto de longitud de onda.

Luz polarizada circularmente hacia la izquierda/en sentido antihorario que se muestra con y sin el uso de componentes. Esto se consideraría polarizado circularmente hacia la derecha/en el sentido de las agujas del reloj si se define desde el punto de vista de la fuente en lugar del receptor.

El siguiente par de ilustraciones es el de la luz polarizada circularmente hacia la izquierda, en sentido antihorario, cuando la ve el receptor. Debido a que es zurdo, el componente horizontal hacia la derecha (en relación con la dirección de viaje) ahora está retrasado con respecto al componente vertical en un cuarto de longitud de onda, en lugar de adelantarlo.

Reversión de la lateralidad

Placa ondulada

Para convertir la luz polarizada circularmente al otro lado, se puede utilizar una placa de media onda . Una placa de media onda desplaza una determinada componente lineal de la luz la mitad de una longitud de onda con respecto a su componente lineal ortogonal.

Reflexión

La direccionalidad de la luz polarizada se refleja al revés en una superficie con incidencia normal. En tal reflexión, la rotación del plano de polarización de la luz reflejada es idéntica a la del campo incidente. Sin embargo, con la propagación ahora en la dirección opuesta , la misma dirección de rotación que se describiría como "derecha" para el haz incidente, es "zurda" para la propagación en la dirección inversa, y viceversa. Aparte de la inversión de la lateralidad, también se conserva la elipticidad de la polarización (excepto en casos de reflexión por una superficie birrefringente ).

Tenga en cuenta que este principio sólo se aplica estrictamente a la luz reflejada en incidencia normal. Por ejemplo, la luz polarizada circularmente a la derecha reflejada desde una superficie dieléctrica en incidencia rasante (un ángulo más allá del ángulo de Brewster ) seguirá emergiendo polarizada a la derecha, pero elípticamente. La elipticidad de la luz reflejada por un metal con una incidencia anormal generalmente también cambiará. Tales situaciones pueden resolverse descomponiendo la polarización circular incidente (u otra) en componentes de polarización lineal paralela y perpendicular al plano de incidencia , comúnmente denotados p y s respectivamente. Los componentes reflejados en las polarizaciones lineales p y s se encuentran aplicando los coeficientes de reflexión de Fresnel, que generalmente son diferentes para esas dos polarizaciones lineales. Sólo en el caso especial de incidencia normal, donde no hay distinción entre p y s , los coeficientes de Fresnel para los dos componentes son idénticos, lo que lleva a la propiedad anterior.

Una serie de tres diapositivas de fotografías tomadas con y sin un par de gafas de cine MasterImage 3D con polarización circular de algunos abejorros de rosa europeos muertos (Cetonia aurata) cuyo color verde brillante proviene de la luz polarizada a la izquierda. Ten en cuenta que, sin gafas, tanto los escarabajos como sus imágenes tienen un color brillante. El polarizador derecho elimina el color de los escarabajos pero deja el color de las imágenes. El polarizador izquierdo hace lo contrario, mostrando la inversión de la dirección de la luz reflejada.

Conversión a polarización lineal

La luz polarizada circularmente se puede convertir en luz polarizada linealmente haciéndola pasar a través de una placa de cuarto de onda . Pasar luz polarizada linealmente a través de una placa de un cuarto de onda con sus ejes a 45° con respecto a su eje de polarización la convertirá en polarización circular. De hecho, esta es la forma más común de producir polarización circular en la práctica. Tenga en cuenta que pasar luz polarizada linealmente a través de una placa de un cuarto de onda en un ángulo distinto de 45° generalmente producirá una polarización elíptica.

Convenciones de lateralidad

Una onda polarizada circularmente hacia la derecha/en el sentido de las agujas del reloj, tal como se define desde el punto de vista de la fuente. Se consideraría polarizado circularmente hacia la izquierda/en sentido antihorario si se define desde el punto de vista del receptor.

Una onda polarizada circularmente hacia la izquierda o en sentido contrario a las agujas del reloj, tal como se define desde el punto de vista de la fuente. Se consideraría polarizado circularmente hacia la derecha/en el sentido de las agujas del reloj si se define desde el punto de vista del receptor.

La polarización circular puede denominarse diestra o zurda, y en sentido horario o antihorario, dependiendo de la dirección en la que gira el vector del campo eléctrico. Desafortunadamente, existen dos convenciones históricas opuestas.

Desde el punto de vista de la fuente.

Utilizando esta convención, la polarización se define desde el punto de vista de la fuente. Cuando se utiliza esta convención, ser zurdo o diestro se determina apuntando el pulgar izquierdo o derecho lejos de la fuente, en la misma dirección en la que se propaga la onda, y haciendo coincidir la curvatura de los dedos con la dirección de la rotación temporal de el campo en un punto dado del espacio. Al determinar si la onda está polarizada circularmente en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj, se toma nuevamente el punto de vista de la fuente y, mientras se mira en dirección opuesta a la fuente y en la misma dirección de propagación de la onda, se observa la dirección del campo temporal. rotación.

Usando esta convención, el vector del campo eléctrico de una onda polarizada circularmente hacia la izquierda es el siguiente: ${\displaystyle \left(E_{x},\,E_{y},\,E_{z}\right)\propto \left(\cos {\frac {2\pi }{\lambda }}\left(ct-z\right),\,-\sin {\frac {2\pi }{\lambda }}\left(ct-z\right),\,0\right).}$

Como ejemplo específico, consulte la onda polarizada circularmente en la primera animación. Usando esta convención, esa onda se define como diestra porque cuando uno apunta con el pulgar derecho en la misma dirección de propagación de la onda, los dedos de esa mano se curvan en la misma dirección de rotación temporal del campo. Se considera polarizado circularmente en el sentido de las agujas del reloj porque, desde el punto de vista de la fuente, mirando en la misma dirección de propagación de la onda, el campo gira en el sentido de las agujas del reloj. La segunda animación es la de la luz hacia la izquierda o en el sentido contrario a las agujas del reloj, utilizando esta misma convención.

Esta convención cumple con el estándar del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) y, como resultado, se utiliza generalmente en la comunidad de ingenieros. ^{[4] [5] [6]}

Los físicos cuánticos también utilizan esta convención de lateralidad porque es consistente con su convención de lateralidad para el giro de una partícula. ^[7]

Los radioastrónomos también utilizan esta convención de acuerdo con una resolución de la Unión Astronómica Internacional (IAU) adoptada en 1973. ^[8]

Desde el punto de vista del receptor

En esta convención alternativa, la polarización se define desde el punto de vista del receptor. Usando esta convención, ser zurdo o diestro se determina apuntando el pulgar izquierdo o derecho hacia la fuente, en contra de la dirección de propagación, y luego haciendo coincidir la curvatura de los dedos con la rotación temporal del campo.

Cuando se utiliza esta convención, a diferencia de la otra convención, la lateralidad definida de la onda coincide con la lateralidad de la naturaleza de tipo tornillo del campo en el espacio. Específicamente, si uno congela una onda diestra en el tiempo, cuando dobla los dedos de la mano derecha alrededor de la hélice, el pulgar señalará en la dirección de progresión de la hélice, dado el sentido de rotación. Tenga en cuenta que, en el contexto de la naturaleza de todos los tornillos y hélices, no importa en qué dirección apunte el pulgar para determinar su orientación.

Para determinar si la onda está polarizada circularmente en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj, se toma nuevamente el punto de vista del receptor y, mirando hacia la fuente, en contra de la dirección de propagación, se observa la dirección de rotación temporal del campo.

Al igual que en la otra convención, ser diestro corresponde a una rotación en el sentido de las agujas del reloj y ser zurdo corresponde a una rotación en el sentido contrario a las agujas del reloj.

Muchos libros de texto de óptica utilizan esta segunda convención. ^{[9] [10]} También lo utiliza SPIE ^[11] y la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). ^[12]

Usos de las dos convenciones

Como se indicó anteriormente, existe una confusión significativa con respecto a estas dos convenciones. Como regla general, las comunidades de ingeniería, física cuántica y radioastronomía utilizan la primera convención, en la que la onda se observa desde el punto de vista de la fuente. ^{[5] [7] [8]} En muchos libros de texto de física que tratan sobre óptica, se utiliza la segunda convención, en la que la luz se observa desde el punto de vista del receptor. ^{[7] [9]}

Para evitar confusión, es una buena práctica especificar "según se define desde el punto de vista de la fuente" o "según se define desde el punto de vista del receptor" cuando se analizan cuestiones de polarización.

El archivo de la Norma Federal de EE. UU. 1037C propone dos convenciones contradictorias sobre la lateralidad. ^[13]

Tenga en cuenta que el IEEE define RHCP y LHCP de manera opuesta a los utilizados por los físicos. El estándar de antena IEEE 1979 mostrará RHCP en el polo sur de la Esfera de Poincaré. El IEEE define RHCP usando la mano derecha con el pulgar apuntando en la dirección de transmisión y los dedos mostrando la dirección de rotación del campo E con el tiempo. El fundamento de las convenciones opuestas utilizadas por físicos e ingenieros es que las observaciones astronómicas siempre se realizan con la onda entrante viajando hacia el observador, mientras que, como para la mayoría de los ingenieros, se supone que están parados detrás del transmisor observando la onda que se aleja de ellos. Este artículo no utiliza el estándar de antena IEEE 1979 ni la convención +t que se utiliza normalmente en el trabajo de IEEE.

Radio FM

El término "polarización circular" se utiliza a menudo erróneamente para describir señales de polaridad mixta ^{[ cita necesaria ]} utilizadas principalmente en radio FM (87,5 a 108,0 MHz en EE. UU.), en las que una componente vertical y una horizontal se propagan simultáneamente por una sola o una matriz combinada. Esto tiene el efecto de producir una mayor penetración en edificios y zonas de difícil recepción que una señal con un solo plano de polarización. Este sería un caso en el que la polarización se llamaría más apropiadamente polarización aleatoria porque la polarización en un receptor, aunque constante, variará dependiendo de la dirección desde el transmisor y otros factores en el diseño de la antena transmisora. Consulte Parámetros de Stokes .
El término "radio FM" anterior se refiere a la transmisión de FM , no a la radio bidireccional (más propiamente llamada radio móvil terrestre ), que utiliza polarización vertical casi exclusivamente.

dicroísmo

El dicroísmo circular ( CD ) es la absorción diferencial de luz polarizada circularmente hacia la izquierda y hacia la derecha . El dicroísmo circular es la base de una forma de espectroscopia que puede usarse para determinar la isomería óptica y la estructura secundaria de las moléculas .

En general, este fenómeno se presentará en bandas de absorción de cualquier molécula ópticamente activa . Como consecuencia, la mayoría de las moléculas biológicas exhiben dicroísmo circular, debido a las moléculas dextrógiras (p. ej., algunos azúcares ) y levógiras (p. ej., algunos aminoácidos ) que contienen. También es digno de mención que una estructura secundaria también impartirá una CD distinta a sus respectivas moléculas. Por lo tanto, las regiones de hélice alfa , lámina beta y espiral aleatoria de las proteínas y la doble hélice de los ácidos nucleicos tienen firmas espectrales de CD representativas de sus estructuras.

Además, en las condiciones adecuadas, incluso las moléculas no quirales exhibirán dicroísmo circular magnético , es decir, dicroísmo circular inducido por un campo magnético.

Luminiscencia

La luminiscencia polarizada circularmente (CPL) puede ocurrir cuando un luminóforo o un conjunto de luminóforos es quiral . El grado de polarización de las emisiones se cuantifica de la misma manera que para el dicroísmo circular , en términos del factor de disimetría , también denominado a veces factor de anisotropía . Este valor viene dado por:

${\displaystyle g_{em}\ =\ 2\left({\theta _{\mathrm {left} }-\theta _{\mathrm {right} } \over \theta _{\mathrm {left} }+\theta _{\mathrm {right} }}\right)}$

donde corresponde al rendimiento cuántico de la luz polarizada circularmente hacia la izquierda y al de la luz hacia la derecha. Por lo tanto, el valor absoluto máximo de g _em , correspondiente a una polarización circular puramente hacia la izquierda o hacia la derecha, es 2. Mientras tanto, el valor absoluto más pequeño que puede alcanzar g _em , correspondiente a la luz linealmente polarizada o no polarizada, es cero. ${\displaystyle \theta _{\mathrm {left} }}$ ${\displaystyle \theta _{\mathrm {right} }}$

Descripción matemática

La solución clásica de onda plana sinusoidal de la ecuación de onda electromagnética para los campos eléctrico y magnético es:

${\displaystyle {\begin{aligned}\mathbf {E} (\mathbf {r} ,t)&=\left|\,\mathbf {E} \,\right|\mathrm {Re} \left\{\mathbf {Q} \left|\psi \right\rangle \exp \left[i\left(kz-\omega t\right)\right]\right\}\\\mathbf {B} (\mathbf {r} ,t)&={\dfrac {1}{c}}{\hat {\mathbf {z} }}\times \mathbf {E} (\mathbf {r} ,t)\end{aligned}}}$

donde k es el número de onda ;

${\displaystyle \omega =ck}$

es la frecuencia angular de la onda; es una matriz ortogonal cuyas columnas abarcan el plano transversal xy; y es la velocidad de la luz . ${\displaystyle \mathbf {Q} =\left[{\hat {\mathbf {x} }},{\hat {\mathbf {y} }}\right]}$ ${\displaystyle 2\times 2}$ ${\displaystyle c}$

Aquí,

${\displaystyle \left|\,\mathbf {E} \,\right|}$

es la amplitud del campo, y

${\displaystyle |\psi \rangle \ {\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\ {\begin{pmatrix}\psi _{x}\\\psi _{y}\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}\cos \theta \exp \left(i\alpha _{x}\right)\\\sin \theta \exp \left(i\alpha _{y}\right)\end{pmatrix}}}$

es el vector de Jones normalizado en el plano xy.

Si se gira en radianes con respecto a y la amplitud de x es igual a la amplitud de y, la onda está polarizada circularmente. El vector de Jones es: ${\displaystyle \alpha _{y}}$ ${\displaystyle \pi /2}$ ${\displaystyle \alpha _{x}}$

${\displaystyle |\psi \rangle ={1 \over {\sqrt {2}}}{\begin{pmatrix}1\\\pm i\end{pmatrix}}\exp \left(i\alpha _{x}\right)}$

donde el signo más indica polarización circular izquierda y el signo menos indica polarización circular derecha. En el caso de polarización circular, el vector del campo eléctrico de magnitud constante gira en el plano x - y .

Si los vectores base se definen de manera que:

${\displaystyle |\mathrm {R} \rangle \ {\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\ {1 \over {\sqrt {2}}}{\begin{pmatrix}1\\-i\end{pmatrix}}}$

y:

${\displaystyle |\mathrm {L} \rangle \ {\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\ {1 \over {\sqrt {2}}}{\begin{pmatrix}1\\i\end{pmatrix}}}$

entonces el estado de polarización se puede escribir en la "base RL" como:

${\displaystyle |\psi \rangle =\psi _{\mathrm {R} }|\mathrm {R} \rangle +\psi _{\mathrm {L} }|\mathrm {L} \rangle }$

dónde:

${\displaystyle {\begin{aligned}\psi _{\mathrm {R} }~&{\stackrel {\mathrm {def} }{=}}~{\frac {1}{\sqrt {2}}}\left(\cos \theta +i\sin \theta \exp \left(i\delta \right)\right)\exp \left(i\alpha _{x}\right)\\\psi _{\mathrm {L} }~&{\stackrel {\mathrm {def} }{=}}~{\frac {1}{\sqrt {2}}}\left(\cos \theta -i\sin \theta \exp \left(i\delta \right)\right)\exp \left(i\alpha _{x}\right)\end{aligned}}}$

y:

${\displaystyle \delta =\alpha _{y}-\alpha _{x}.}$

Antenas

Se pueden utilizar varios tipos diferentes de elementos de antena para producir radiación polarizada circularmente (o casi); Siguiendo a Balanis, ^[14] se pueden utilizar elementos dipolares :

"... dos dipolos cruzados proporcionan los dos componentes de campo ortogonales... Si los dos dipolos son idénticos, la intensidad del campo de cada uno a lo largo del cenit... sería de la misma intensidad. Además, si los dos dipolos fueran alimentados con una diferencia de fase de tiempo de 90° grados (cuadratura de fase), la polarización a lo largo del cenit sería circular.... Una forma de obtener la diferencia de fase de tiempo de 90° entre los dos componentes del campo ortogonal, irradiados respectivamente por los dos dipolos, es alimentando uno de los dos dipolos con una línea de transmisión que es 1/4 de longitud de onda más larga o más corta que la del otro", p.80;

o elementos helicoidales :

"Para lograr la polarización circular [en modo axial o de disparo final]... la circunferencia C de la hélice debe ser... con C /longitud de onda = 1 cerca del óptimo, y el espaciado aproximadamente S = longitud de onda/4", pág. 571;

o elementos de parche :

"... se pueden obtener polarizaciones circulares y elípticas utilizando diversas disposiciones de alimentación o ligeras modificaciones realizadas a los elementos.... La polarización circular se puede obtener si se excitan dos modos ortogonales con una diferencia de fase de tiempo de 90° entre ellos. Esto puede Esto se puede lograr ajustando las dimensiones físicas del parche... Para un elemento de parche cuadrado, la forma más fácil de excitar una polarización idealmente circular es alimentar el elemento en dos bordes adyacentes... La diferencia de fase en cuadratura se obtiene alimentando el elemento con un divisor de potencia de 90°", p.859.

En mecánica cuántica

En la visión de la mecánica cuántica , la luz está compuesta de fotones . La polarización es una manifestación del momento angular de espín de la luz . Más específicamente, en mecánica cuántica, la dirección de giro de un fotón está ligada a la orientación de la luz polarizada circularmente, y el giro de un haz de fotones es similar al giro de un haz de partículas, como los electrones. ^[15]

En naturaleza

La superficie exterior del abejorro refleja casi exclusivamente luz polarizada circularmente hacia la izquierda.

Sólo se conocen unos pocos mecanismos en la naturaleza que producen sistemáticamente luz polarizada circularmente . En 1911, Albert Abraham Michelson descubrió que la luz reflejada por el escarabajo dorado Chrysina resplendens está preferentemente polarizada a la izquierda. Desde entonces, la polarización circular se ha medido en varios otros escarabajos como Chrysina gloriosa , ^[16] así como en algunos crustáceos como el camarón mantis . En estos casos, el mecanismo subyacente es la helicidad a nivel molecular de la cutícula quitinosa . ^[17]

La bioluminiscencia de las larvas de luciérnagas también está polarizada circularmente, como se informó en 1980 para las especies Photuris lucicrescens y Photuris versicolor . Para las luciérnagas, es más difícil encontrar una explicación microscópica para la polarización, porque se descubrió que las linternas izquierda y derecha de las larvas emiten luz polarizada de sentidos opuestos. Los autores sugieren que la luz comienza con una polarización lineal debido a faltas de homogeneidad dentro de los fotocitos alineados , y adquiere una polarización circular al pasar a través de tejido linealmente birrefringente . ^[18]

Las interfaces agua-aire proporcionan otra fuente de polarización circular. La luz del sol que se dispersa hacia la superficie está polarizada linealmente. Si esta luz se refleja totalmente internamente hacia abajo, su componente vertical sufre un cambio de fase. Para un observador submarino que mira hacia arriba, la tenue luz que se encuentra fuera de la ventana de Snell está (parcialmente) polarizada circularmente. ^[19]

Las fuentes más débiles de polarización circular en la naturaleza incluyen la dispersión múltiple por polarizadores lineales ^{[ dudoso ]} , como en la polarización circular de la luz de las estrellas, y la absorción selectiva por medios circularmente dicroicos .

La emisión de radio de estrellas y púlsares puede estar fuertemente polarizada circularmente ^{[ cita requerida ]} .

Se ha informado que dos especies de camarón mantis pueden detectar luz polarizada circular. ^{[20] [21]}

Ver también

• polarizador
• película 3D
• quiralidad
• Soluciones de onda plana sinusoidal de la ecuación de onda electromagnética.
• Polarización de la luz de las estrellas
• Placa ondulada

Referencias

1. A. Fresnel, "Mémoire sur la double réfraction que les rayons lumineux éprouvent en traversant les aiguilles de cristal de roche suivant les Directions parallèles à l'axe", leído el 9 de diciembre de 1822; impreso en H. de Senarmont, E. Verdet y L. Fresnel (eds.), Oeuvres complètes d'Augustin Fresnel , vol. 1 (1866), págs. 731–51; traducido como "Memoria sobre la doble refracción que sufren los rayos de luz al atravesar las agujas de cuarzo en direcciones paralelas al eje", Zenodo :  4745976 , 2021 (acceso abierto); §§9–10.
2. Académie des Sciences, Procès-verbaux des séances de l'Académie tenues depuis la fondation de l'Institut jusqu'au mois d'août 1835 , vol. 7 (para 1820–23), Hendaya, Basses Pyrénées: Imprimerie de l'Observatoire d'Abbadia, 1916, pág. 401.
3. A. Fresnel, "Note sur le calcul des teintes que la polarization développe dans les lames cristallisées" et seq., Annales de Chimie et de Physique , Ser. 2, vol. 17, págs. 102–11 (mayo de 1821), 167–96 (junio de 1821), 312–15 ("Posdata", julio de 1821); reimpreso (con números de sección añadidos) en H. de Senarmont, E. Verdet y L. Fresnel (eds.), Oeuvres complètes d'Augustin Fresnel , vol. 1 (1866), págs. 609–48; traducido como "Sobre el cálculo de los tintes que desarrolla la polarización en placas cristalinas, y posdata", Zenodo :  4058004 (Creative Commons), 2021; nota a pie de página del autor al §16.
4. IEEE Std 149-1979 (R2008), "Procedimientos de prueba estándar IEEE para antenas". Reafirmado el 10 de diciembre de 2008, Aprobado el 15 de diciembre de 1977, Junta de Normas IEEE-SA. Aprobado el 9 de octubre de 2003, Instituto Nacional Estadounidense de Estándares. ISBN 0-471-08032-2 . doi :10.1109/IEEESTD.1979.120310, sec. 11.1, pág. 61."el sentido de polarización, o lateralidad... se llama diestro (zurdo) si la dirección de rotación es en el sentido de las agujas del reloj (en el sentido contrario a las agujas del reloj) para un observador que mira en la dirección de propagación" 
5. Ondas y antenas electromagnéticas - SJ Orfanidis: nota al pie p.45, "la mayoría de los textos de ingeniería utilizan la convención IEEE y la mayoría de los textos de física, la convención opuesta".
6. Ondas y antenas electromagnéticas - SJ Orfanidis Pg 44 "Enrosque los dedos de las manos izquierda y derecha en un puño y apunte ambos pulgares hacia la dirección de propagación"
7. Lectures on Physics Feynman (Vol. 1, cap.33-1) "Si el extremo del vector eléctrico, cuando lo miramos mientras la luz viene directamente hacia nosotros, gira en sentido antihorario, lo llamamos es polarización circular a la derecha... Nuestra convención para etiquetar la polarización circular a la izquierda y a la derecha es consistente con la que se usa hoy para todas las demás partículas en física que exhiben polarización (por ejemplo, electrones). En algunos libros sobre óptica se utilizan convenciones opuestas, por lo que hay que tener cuidado."
8. Reunión de la Asamblea General de la IAU, 1973, Comisión 40 (Radioastronomía/Radioastronomie), 8. DEFINICIONES DE POLARIZACIÓN - "Se convocó un grupo de trabajo presidido por Westerhout para discutir la definición de temperaturas de brillo de polarización utilizadas en la descripción de objetos extendidos polarizados y el fondo galáctico. La siguiente resolución fue adoptada por las Comisiones 25 y 40: "RESUELTO, que el marco de referencia para los parámetros de Stokes es el de Ascensión Recta y Declinación con el ángulo de posición del vector eléctrico máximo, q, comenzando desde el Norte y aumentando hacia el Este. La polarización elíptica se define de conformidad con las definiciones del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE Standard 211, 1969). Esto significa que la polarización de la radiación entrante, para la cual el ángulo de posición, q, del vector eléctrico , medido en un punto fijo en el espacio, aumenta con el tiempo, se describe como diestro y positivo.'"
9. Polarización en líneas espectrales. 2004 E. Landi Degl'innocenti, M Landolfi Sección 1.2 "Cuando... la punta del vector del campo eléctrico gira en el sentido de las agujas del reloj para un observador frente a la fuente de radiación,... (se considerará)... positivo (o diestro ) polarización circular, Nuestra convención... concuerda con las propuestas en los libros de texto clásicos sobre luz polarizada por Shurcliff (1952) y por Clarke y Grainger (1971). La misma convención también es utilizada, aunque con algunas excepciones, por los astrónomos ópticos. trabajan en el campo de la polarimetría. Muchos radioastrónomos, por otro lado, utilizan la convención opuesta. [1]
10. MANUAL DE ÓPTICA Volumen I, Dispositivos, medidas y propiedades, Michael Bass Página 272 Nota al pie: "La luz polarizada circularmente a la derecha se define como una rotación en el sentido de las agujas del reloj del vector eléctrico cuando el observador mira en contra de la dirección en la que viaja la onda".
11. "La elipse de polarización". espía.org . Consultado el 13 de abril de 2018 .
12. SE Braslavsky (1 de enero de 2009). "Glosario de términos utilizados en fotoquímica, 3.ª edición (Recomendaciones IUPAC 2006)" (PDF) . Química Pura y Aplicada . 79 (3): 293–465. doi :10.1351/pac200779030293. S2CID  96601716. Archivado (PDF) desde el original el 9 de octubre de 2022.
13. En un lugar se dice..."Nota 1. ... En general, la figura, es decir, la polarización, es elíptica y se traza en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj, vista en la dirección de propagación. .. La rotación del vector eléctrico en el sentido de las agujas del reloj se denomina polarización derecha, y la rotación en el sentido antihorario se denomina polarización izquierda." [2] Archivado el 14 de mayo de 2011 en Wayback Machine En otra ubicación se dice... "Nota 4: La polarización circular puede denominarse "derecha" o "izquierda", dependiendo de si la hélice describe la rosca de un tornillo de derecha o de izquierda, respectivamente" . [3] Archivado el 6 de junio de 2011 en Wayback Machine.
14. Balanis, Constantine A. "Teoría de la antena: análisis y diseño", 2005, tercera edición, John Wiley & Sons.
15. Introducción a la teoría cuántica 2ED David Park Sec 2.2 Pg32 "... la polarización de un haz de luz es exactamente el mismo tipo de cosas que el giro de un haz de electrones, las diferencias de terminología reflejan sólo los accidentes del orden histórico del descubrimiento."
16. Srinivasarao, Mohan; Parque, Jung Ok; Crne, Matija; Sharma, Vivek (24 de julio de 2009). "Origen estructural de la iridiscencia polarizada circularmente en escarabajos enjoyados". Ciencia . 325 (5939): 449–451. Código Bib : 2009 Ciencia... 325.. 449S. doi : 10.1126/ciencia.1172051. PMID  19628862. S2CID  206519071 - a través de science.sciencemag.org.
17. Hegedüs, Ramón; Győző Szélb; Gábor Horváth (septiembre de 2006). "Polarimetría de imágenes de la cutícula polarizada circularmente de escarabajos (Coleoptera: Rutelidae, Cetoniidae)". Investigación de la visión . 46 (17): 2786–2797. doi : 10.1016/j.visres.2006.02.007 . PMID  16564066. S2CID  14974820.
18. Wynberg, Hans; Meijer, EW; Hummelen, JC; Dekkers, HPJM; Schippers, PH; Carlson, AD (7 de agosto de 1980). "Polarización circular observada en bioluminiscencia" (PDF) . Naturaleza . 286 (5773): 641–642. Código bibliográfico : 1980Natur.286..641W. doi :10.1038/286641a0. S2CID  4324467. Archivado desde el original (PDF) el 24 de julio de 2011.
19. Horváth, Gábor; Dezsö Varjú (2003). Luz polarizada en la visión animal: patrones de polarización en la naturaleza . Saltador. págs. 100-103. ISBN 978-3-540-40457-6.
20. Tsyr-Huei Chiou; Sonja Kleinlogel; Tom Cronin; Roy Caldwell; Birte Loeffler; Afsheen Siddiqi; Alan Goldizen; Justin Marshall (2008). "Visión de polarización circular en un crustáceo estomatópodo". Biología actual . 18 (6): 429–34. doi : 10.1016/j.cub.2008.02.066 . PMID  18356053. S2CID  6925705.
21. Sonja Kleinlogel; Andrés blanco (2008). "El mundo secreto de los camarones: visión de polarización en su máxima expresión". Más uno . 3 (5): e2190. arXiv : 0804.2162 . Código Bib : 2008PLoSO...3.2190K. doi : 10.1371/journal.pone.0002190 . PMC 2377063 . PMID  18478095. 

Otras lecturas

• Jackson, John D. (1999). Electrodinámica clásica (3ª ed.). Nueva York: Wiley. ISBN 978-0-471-30932-1.
• Nacido, M. y Wolf, E. (1999). Principios de la óptica : teoría electromagnética de la propagación, interferencia y difracción de la luz (7ª ed.). Cambridge: Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 978-0-521-64222-4.

enlaces externos

• Luz polarizada circularmente: escarabajos y pantallas
• Artículo sobre la gamba mantis y la polarización circular.
• Animación de polarización circular (en YouTube)
• Comparación de polarización circular con polarizaciones lineales y elípticas (animación de YouTube)
• Inversión de la lateralidad de la luz polarizada circularmente por un espejo. Una demostración: sencilla, económica e instructiva