Polarización circular

Estado de polarización

Vectores de campo eléctrico de una onda electromagnética que viaja con polarización circular. Esta onda tiene polarización circular dextrógira/en el sentido de las agujas del reloj, según se define desde el punto de vista de la fuente, o polarización circular levógira/en el sentido contrario a las agujas del reloj, según 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 gira a una velocidad constante en un plano perpendicular a la dirección de la onda.

En electrodinámica, la fuerza y ​​la dirección de un campo eléctrico se definen por su vector de campo eléctrico. En el caso de una onda polarizada circularmente, la punta del vector de campo eléctrico , en un punto dado en el 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 de campo eléctrico de la onda indica un punto en una hélice orientada a lo largo de la dirección de propagación. Una onda polarizada circularmente puede rotar en uno de dos sentidos posibles: polarización circular dextrógira (RHCP) en la que el vector de campo eléctrico rota en sentido dextrógiro con respecto a la dirección de propagación, y polarización circular zurda (LHCP) en la que el vector rota en sentido zurdo .

La polarización circular es un caso límite de la polarización elíptica . El otro caso especial es la polarización lineal , más fácil de entender . Los tres términos fueron acuñados por Augustin-Jean Fresnel en unas memorias leídas en la Academia Francesa de Ciencias 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 se produce cuando los dos vectores de componentes del campo eléctrico ortogonales tienen la misma magnitud y están desfasados ​​exactamente 90°, o un cuarto de longitud de onda.

Características

Luz polarizada circularmente en sentido horario o dextrógiro que se muestra con y sin el uso de componentes. Se consideraría polarizada circularmente en sentido horario o levógiro si se definiera desde el punto de vista de la fuente en lugar del receptor.

En una onda electromagnética polarizada circularmente, los vectores de campo eléctrico individuales, así como su vector combinado, tienen una magnitud constante y un ángulo de fase cambiante. Dado que se trata de una onda plana , cada vector representa la magnitud y la dirección del campo eléctrico para un plano completo que es perpendicular al eje óptico. Específicamente, 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 en el sentido de las agujas del reloj y de derecha a derecha 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 está en ángulo recto con el vector de campo eléctrico y es proporcional en magnitud a él. Como resultado, los vectores de 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, la onda electromagnética se denominará simplemente luz .

La naturaleza de la polarización circular y su relación con otras polarizaciones se entiende a menudo pensando en el campo eléctrico como dividido en dos componentes que son perpendiculares entre sí. El componente vertical y su plano correspondiente se ilustran en azul, mientras que el componente horizontal y su plano correspondiente se ilustran en verde. Observe que el componente horizontal hacia la derecha (en relación con la dirección de desplazamiento) adelanta al 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 magnitud máxima del componente vertical se correspondan con los puntos de magnitud cero del componente horizontal, y viceversa. El resultado de esta alineación son vectores seleccionados, correspondientes a la hélice, que coinciden exactamente con los máximos de los componentes vertical y horizontal.

Para apreciar cómo este cambio de fase en cuadratura corresponde a un campo eléctrico que gira manteniendo una magnitud constante, imaginemos un punto que se desplaza en el sentido de las agujas del reloj en un círculo. Consideremos cómo los desplazamientos verticales y horizontales del punto, en relación con el 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 que el desplazamiento máximo vertical. Ahora, refiriéndonos nuevamente a la ilustración, imaginemos el centro del círculo que acabamos de describir, desplazándose a lo largo del eje desde el frente hacia atrás. El punto que gira trazará una hélice con el desplazamiento hacia la izquierda de nuestro campo de visión, liderando el desplazamiento vertical. Así como los desplazamientos horizontales y verticales del punto giratorio están desfasados ​​en un cuarto de ciclo en el tiempo, la magnitud de los componentes horizontales y verticales del campo eléctrico están desfasadas en un cuarto de longitud de onda.

Luz polarizada circularmente en sentido horario o zurdo que se muestra con y sin el uso de componentes. Se consideraría polarizada circularmente en sentido horario o dextrógira si se definiera desde el punto de vista de la fuente en lugar del receptor.

El siguiente par de ilustraciones es el de la luz polarizada circularmente en sentido contrario a las agujas del reloj y levógira cuando se observa desde el receptor. Como es levógira, el componente horizontal de la derecha (en relación con la dirección de desplazamiento) ahora está retrasado respecto del componente vertical en un cuarto de longitud de onda, en lugar de adelantarlo.

Inversión de la lateralidad

Placa de onda

Para convertir la luz polarizada circularmente a la polarización inversa, se puede utilizar una placa de media onda . Una placa de media onda desplaza un componente lineal dado de la luz la mitad de una longitud de onda con respecto a su componente lineal ortogonal.

Reflexión

La lateralidad de la luz polarizada se invierte cuando se refleja 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 "diestra" para el haz incidente, es "levógira" para la propagación en la dirección inversa, y viceversa. Aparte de la inversión de la lateralidad, la elipticidad de la polarización también se conserva (excepto en los casos de reflexión por una superficie birrefringente ).

Tenga en cuenta que este principio solo se aplica estrictamente a la luz reflejada con incidencia normal. Por ejemplo, la luz polarizada circularmente hacia la derecha reflejada desde una superficie dieléctrica con incidencia rasante (un ángulo más allá del ángulo de Brewster ) seguirá siendo dextrógira, pero polarizada elípticamente. La luz reflejada por un metal con incidencia no normal generalmente también cambiará su elipticidad. Tales situaciones se pueden resolver 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. Solo 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 conduce a la propiedad anterior.

Serie de 3 diapositivas de fotografías tomadas con y sin un par de anteojos de cine MasterImage 3D con polarización circular de algunos escarabajos de la rosa europeos muertos (Cetonia aurata) cuyo color verde brillante proviene de la luz polarizada hacia la izquierda. Nótese que, sin anteojos, 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 opuesto, mostrando la inversión de la lateralidad de la luz reflejada.

Conversión a polarización lineal

La luz polarizada circularmente se puede convertir en luz polarizada linealmente al pasarla a través de una placa de un cuarto de onda . Al 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, se convertirá en polarización circular. De hecho, esta es la forma más común de producir polarización circular en la práctica. Tenga en cuenta que al pasar luz polarizada linealmente a través de una placa de un cuarto de onda en un ángulo distinto de 45°, generalmente se producirá polarización elíptica.

Convenciones sobre lateralidad

Una onda con polarización circular en sentido horario o dextrógiro, tal como se define desde el punto de vista de la fuente. Se consideraría con polarización circular en sentido antihorario o levógiro, si se define desde el punto de vista del receptor.

Una onda con polarización circular levógira/antihoraria, definida desde el punto de vista de la fuente. Se consideraría con polarización circular dextrógira/antihoraria si se definiera desde el punto de vista del receptor.

La polarización circular puede definirse como dextrógira o levógira, y en sentido horario o antihorario, según la dirección en la que gira el vector del campo eléctrico. Lamentablemente, 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. Al utilizar esta convención, la zurdera o la diestra se determina apuntando el pulgar izquierdo o derecho en dirección opuesta a 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 del campo en un punto dado en el espacio. Para determinar si la onda está polarizada circularmente en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario, se toma de nuevo 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 de la rotación temporal del campo.

Utilizando esta convención, el vector de 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, véase la onda polarizada circularmente de la primera animación. Usando esta convención, esa onda se define como diestra porque cuando uno apunta el pulgar derecho en la misma dirección de propagación de la onda, los dedos de esa mano se curvan en la misma dirección de la rotación temporal del campo. Se considera que está polarizada 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 zurda o en sentido contrario a las agujas del reloj, usando esta misma convención.

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

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

Los radioastrónomos también utilizan esta convención de acuerdo con una resolución de la Unión Astronómica Internacional (UAI) 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. Según esta convención, la orientación hacia la derecha o hacia la izquierda se determina apuntando el pulgar izquierdo o derecho hacia la fuente, en dirección contraria a la de propagación, y luego haciendo coincidir la curvatura de los dedos con la rotación temporal del campo.

Al utilizar esta convención, en contraste con 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 dextrógira en el tiempo, cuando uno enrosca los dedos de la mano derecha alrededor de la hélice, el pulgar apuntará en la dirección de progresión de la hélice, dado el sentido de rotación. Nótese que, en el contexto de la naturaleza de todos los tornillos y hélices, no importa en qué dirección apunte el pulgar al determinar su lateralidad.

Para determinar si la onda está polarizada circularmente en el sentido horario o antihorario, se toma nuevamente el punto de vista del receptor y, mientras se mira hacia la fuente, en dirección contraria a la de propagación, se observa la dirección de la rotación temporal del campo.

Al igual que en la otra convención, la dextrosidad corresponde a una rotación en el sentido de las agujas del reloj, y la zurdera 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 la utiliza SPIE ^[11] así como la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). ^[12]

Usos de las dos convenciones

Como se dijo 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 confusiones, 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 Estados Unidos 1037C propone dos convenciones contradictorias sobre lateralidad. ^[13]

Tenga en cuenta que el IEEE define RHCP y LHCP de forma opuesta a las que utilizan los físicos. La norma IEEE de 1979 para antenas mostrará RHCP en el polo sur de la esfera de Poincaré. El IEEE define RHCP utilizando 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. La razón de las convenciones opuestas que utilizan los físicos y los ingenieros es que las observaciones astronómicas siempre se realizan con la onda entrante viajando hacia el observador, mientras que, como ocurre con la mayoría de los ingenieros, se supone que están de pie detrás del transmisor observando la onda que se aleja de ellos. Este artículo no utiliza la norma IEEE de 1979 para antenas ni la convención +t que se utiliza normalmente en el trabajo del IEEE.

Radio FM

Conjunto de antenas de dipolo cruzado del transmisor de 48 kW y 94,9 MHz de la estación KENZ en Lake Mountain, Utah. Emite ondas de radio con polarización circular.

Las estaciones de radio FM a veces emplean polarización circular para mejorar la penetración de la señal en edificios y vehículos. Es un ejemplo de lo que la Unión Internacional de Telecomunicaciones denomina "polarización mixta", es decir, emisiones de radio que incluyen componentes polarizados tanto horizontal como verticalmente. ^[14] En los Estados Unidos, las regulaciones de la Comisión Federal de Comunicaciones establecen que la polarización horizontal es la norma para la transmisión FM, pero que "se puede emplear polarización circular o elíptica si se desea". ^[15]

Dicroísmo

El dicroísmo circular ( CD ) es la absorción diferencial de luz polarizada circularmente dextrógira y levógira . El dicroísmo circular es la base de una forma de espectroscopia que se puede utilizar para determinar la isomería óptica y la estructura secundaria de las moléculas .

En general, este fenómeno se exhibirá en bandas de absorción de cualquier molécula ópticamente activa . Como consecuencia, el dicroísmo circular se exhibe en la mayoría de las moléculas biológicas, debido a las moléculas dextrógiras (por ejemplo, algunos azúcares ) y levógiras (por ejemplo, algunos aminoácidos ) que contienen. También es digno de mención que una estructura secundaria también impartirá un CD distintivo 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 en que las emisiones están polarizadas 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 levógira y al de la luz dextrógira. El valor absoluto máximo de g _em , correspondiente a la polarización circular puramente levógira o dextrógira, es por tanto 2. Mientras tanto, el valor absoluto más pequeño que puede alcanzar g _em , correspondiente a la luz polarizada linealmente 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 eléctricos y magnéticos 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 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 de 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 , ^[16] se pueden utilizar elementos dipolares :

"... dos dipolos cruzados proporcionan los dos componentes de campo ortogonales... Si los dos dipolos son idénticos, la intensidad de campo de cada uno a lo largo del cenit... sería de la misma intensidad. Además, si los dos dipolos se alimentaran con una diferencia de fase temporal de 90° (cuadratura de fase), la polarización a lo largo del cenit sería circular... Una forma de obtener la diferencia de fase temporal de 90° entre los dos componentes de campo ortogonales, radiados respectivamente por los dos dipolos, es alimentar uno de los dos dipolos con una línea de transmisión que sea 1/4 de longitud de onda más larga o más corta que la del otro", pág. 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 espaciamiento alrededor de S = longitud de onda/4", p. 571;

o elementos de parche :

"... se pueden obtener polarizaciones circulares y elípticas utilizando diversas disposiciones de alimentación o ligeras modificaciones realizadas a los elementos... Se puede obtener polarización circular si se excitan dos modos ortogonales con una diferencia de fase temporal de 90° entre ellos. Esto se puede lograr ajustando las dimensiones físicas del parche... Para un elemento de parche cuadrado, la forma más fácil de excitar la polarización circular ideal 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°", pág. 859.

En mecánica cuántica

En la perspectiva 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 la mecánica cuántica, la dirección del espín de un fotón está ligada a la lateralidad de la luz polarizada circularmente, y el espín de un haz de fotones es similar al espín de un haz de partículas, como los electrones. ^[17]

En la naturaleza

La superficie externa de la escarabajo rosa refleja casi exclusivamente luz polarizada circularmente hacia la izquierda.

Solo se conocen unos pocos mecanismos en la naturaleza que produzcan sistemáticamente luz polarizada circularmente . En 1911, Albert Abraham Michelson descubrió que la luz reflejada por el escarabajo dorado Chrysina resplendens está preferentemente polarizada hacia la izquierda. Desde entonces, se ha medido la polarización circular en varios otros escarabajos, como Chrysina gloriosa [ ^18] , 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 ^[19] .

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 encontró que las linternas izquierda y derecha de las larvas emitían luz polarizada de sentidos opuestos. Los autores sugieren que la luz comienza con una polarización lineal debido a inhomogeneidades dentro de los fotócitos alineados , y capta polarización circular mientras pasa a través de tejido linealmente birrefringente . ^[20]

Se ha detectado polarización circular en la luz reflejada por las hojas y los microbios fotosintéticos. ^[21]

Las interfases agua-aire proporcionan otra fuente de polarización circular. La luz solar que se dispersa hacia la superficie está polarizada linealmente. Si esta luz se refleja internamente de nuevo hacia abajo, su componente vertical sufre un cambio de fase. Para un observador submarino que mira hacia arriba, la luz tenue que sale por la ventana de Snell está (parcialmente) polarizada circularmente. ^[22]

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

La emisión de radio de los púlsares puede estar fuertemente polarizada circularmente. ^[23]

Se ha informado que dos especies de camarones mantis pueden detectar luz polarizada circular. ^{[24] [25]}

Véase también

• Polarizador
• Película 3D
• Quiralidad
• Soluciones de ondas planas sinusoidales de la ecuación de onda electromagnética
• Polarización de la luz de las estrellas
• Placa de onda

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, IEEE-SA Standards Board. Aprobado el 9 de octubre de 2003, American National Standards Institute. ISBN 0-471-08032-2 . doi :10.1109/IEEESTD.1979.120310, sec. 11.1, p. 61. "el sentido de polarización, o lateralidad... se denomina lateral derecho (izquierdo) si la dirección de rotación es en el sentido de las agujas del reloj (en sentido contrario a las agujas del reloj) para un observador que mira en la dirección de propagación" 
5. Ondas electromagnéticas y antenas – 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 electromagnéticas y antenas – SJ Orfanidis Pág. 44 "Curva los dedos de las manos izquierda y derecha formando un puño y apunta ambos pulgares hacia la dirección de propagación"
7. Lecciones de Física Feynman (Vol. 1, cap. 33-1) "Si el extremo del vector eléctrico, cuando lo observamos cuando la luz viene directamente hacia nosotros, gira en sentido antihorario, lo llamamos polarización circular dextrógira. ... Nuestra convención para etiquetar la polarización circular dextrógira y levógira es consistente con la que se usa hoy para todas las demás partículas en física que exhiben polarización (por ejemplo, los electrones). Sin embargo, en algunos libros sobre óptica se usan las convenciones opuestas, por lo que hay que tener cuidado."
8. Reunión de la Asamblea General de la UAI, 1973, Comisión 40 (Radioastronomía/Radioastronomía), 8. DEFINICIONES DE POLARIZACIÓN -- "Se convocó a un grupo de trabajo presidido por Westerhout para discutir la definición de las temperaturas de brillo de polarización utilizadas en la descripción de objetos extendidos polarizados y el fondo galáctico. Las Comisiones 25 y 40 adoptaron la siguiente resolución: 'SE RESUELVE que el marco de referencia para los parámetros de Stokes es el de Ascensión Recta y Declinación con el ángulo de posición del máximo del vector eléctrico, 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 (Norma IEEE 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 dextrógira y positiva.'"
9. Polarización en líneas espectrales. 2004 E. Landi Degl'innocenti, M Landolfi Sección 1.2 "Cuando ... la punta del vector de campo eléctrico gira en el sentido de las agujas del reloj para un observador que mira hacia la fuente de radiación, ... (se considerará) ... polarización circular positiva (o dextrógira), 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 pocas excepciones, por astrónomos ópticos que trabajan en el campo de la polarimetría. Muchos radioastrónomos, por otro lado, utilizan la convención opuesta. [1]
10. MANUAL DE ÓPTICA Volumen I, Dispositivos, mediciones y propiedades, Michael Bass Página 272 Nota a pie de página: "La luz polarizada circularmente 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". spie.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 de la 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 afirma..."Nota 1. ... En general, la figura, es decir, la polarización, es elíptica y se traza en sentido horario o antihorario, según se ve en la dirección de propagación. ... La rotación del vector eléctrico en sentido horario se designa polarización de derechas, y la rotación en sentido antihorario se designa polarización de izquierdas". [2] Archivado el 14 de mayo de 2011 en Wayback Machine. En otro lugar se afirma... "Nota 4: La polarización circular puede denominarse "de derechas" o "de izquierdas", dependiendo de si la hélice describe la rosca de un tornillo de derechas o de izquierdas, respectivamente". [3] Archivado el 6 de junio de 2011 en Wayback Machine.
14. Informe 464-5, "Polarización de emisiones en radiodifusión con modulación de frecuencia en la banda 8 (VHF)" (PDF) (Informe). Unión Internacional de Telecomunicaciones. 1990.
15. Título 47 del Código de Reglamentos Federales 73.316
16. Balanis, Constantine A. "Teoría de antenas: análisis y diseño", 2016, 4ª edición, John Wiley & Sons.
17. 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 cosa que el giro de un haz de electrones, las diferencias de terminología reflejan sólo los accidentes del orden histórico del descubrimiento".
18. Srinivasarao, Mohan; Park, Jung Ok; Crne, Matija; Sharma, Vivek (24 de julio de 2009). "Origen estructural de la iridiscencia polarizada circularmente en escarabajos con joyas". Science . 325 (5939): 449–451. Bibcode :2009Sci...325..449S. doi :10.1126/science.1172051. PMID  19628862. S2CID  206519071 – vía science.sciencemag.org.
19. 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.
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21. Sparks, William B.; Hough, James; Germer, Thomas A.; Chen, Feng; DasSarma, Shiladitya; DasSarma, Priya; Robb, Frank T.; Manset, Nadine; Kolokolova, Ludmilla; Reid, Neill; Macchetto, F. Duccio; Martin, William (12 de mayo de 2009). "Detección de polarización circular en luz dispersada por microbios fotosintéticos". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 106 (19): 7816–7821. arXiv : 0904.4646 . Código Bibliográfico :2009PNAS..106.7816S. doi : 10.1073/pnas.0810215106 . ISSN  0027-8424. PMC 2674403 . Número de modelo:  PMID19416893. 
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24. 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". Current Biology . 18 (6): 429–34. Bibcode :2008CBio...18..429C. doi : 10.1016/j.cub.2008.02.066 . PMID  18356053. S2CID  6925705.
25. Sonja Kleinlogel; Andrew White (2008). "El mundo secreto de los camarones: la visión de la polarización en su máxima expresión". PLoS ONE . ​​3 (5): e2190. arXiv : 0804.2162 . Bibcode :2008PLoSO...3.2190K. doi : 10.1371/journal.pone.0002190 . PMC 2377063 . PMID  18478095. 

Lectura adicional

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

Enlaces externos

• Luz polarizada circularmente: escarabajos y displays
• Artículo sobre el camarón mantis y la polarización circular
• Animación de la polarización circular (en YouTube)
• Comparación de la polarización circular con las polarizaciones lineal y elíptica (animación de YouTube)
• Inversión de la polarización circular de la luz mediante un espejo. Una demostración sencilla, barata e instructiva