Principal diferença - luz polarizada vs. luz não polarizada

Dependendo da forma como os campos elétricos nas ondas de luz oscilam, classificamos as ondas em polarizado e não polarizado luz. o principal diferença entre luz polarizada e não polarizada é que luz polarizada tem campos elétricos oscilando em uma direção, enquanto a luz não polarizada tem campos elétricos oscilando em todas as direções.

O que é luz polarizada

A luz é uma onda eletromagnética. Ele consiste em um campo elétrico e um campo magnético oscilando em ângulos retos entre si. A própria onda se propaga em uma direção perpendicular às oscilações nos campos elétrico e magnético. Isso é mostrado no diagrama abaixo: as oscilações dos campos elétrico e magnético são mostradas por setas pretas, enquanto a seta cinza mostra a direção em que a onda está viajando.

Oscilações em uma onda eletromagnética.

No luz polarizada, as oscilações ocorrem em uma única direção. Normalmente, quando consideramos a direção das oscilações, consideramos a direção de oscilação do campo elétrico (se o campo elétrico está oscilando em uma única direção, o campo magnético também está oscilando em uma única direção, porque eles estão sempre em ângulos retos entre si).

O que é luz não polarizada

A luz solar, ou luz emitida por uma lâmpada de filamento, são não polarizado. Isso significa que o as oscilações das ondas de luz não estão todas em uma única direção. A luz é fornecida por esses objetos como resultado de processos aleatórios que ocorrem nos átomos desses objetos. Como resultado, as ondas eletromagnéticas provenientes desses objetos têm oscilações em direções aleatórias.

A luz não polarizada pode ser transformada em luz polarizada, passando a luz por um filtro de polarização. Os filtros de polarização são feitos de longas cadeias de moléculas orgânicas, dispostas paralelamente umas às outras. Quando a luz passa por um filtro de polarização, o filtro absorve componentes de campos elétricos na luz que são paralelos à direção em que as moléculas orgânicas estão dispostas. Portanto, a luz que sai de um filtro de polarização teria seu campo elétrico oscilando ao longo de uma direção. Em outras palavras, a luz que sai seria polarizado.

Como funciona um filtro de polarização: a luz não polarizada incidente em um filtro de polarização tem oscilações ao longo de todas as direções. Uma vez que essa luz passa pelo filtro, a luz que sai tem oscilações apenas ao longo de uma direção.

Os óculos de sol Polaroid utilizam filtros polarizadores. A luz proveniente de brilhos vindos das estradas ou da superfície da água é polarizada. Como os óculos de sol Polaroid têm um filtro polarizador, quando você olha para um reflexo através desses óculos de sol, uma parte significativa da luz proveniente do "brilho" é incapaz de passar pelos óculos de sol e alcançar seus olhos.

Superfície de um lago visto sem filtro polarizador (esquerda) e com filtro polarizador (direita). O filtro de polarização corta uma parte significativa do brilho.

Em um tipo de polarização chamada polarização circular, a direção da oscilação da luz em qualquer posição muda constantemente. Os óculos 3D usados ​​em filmes fazem uso desse tipo de polarização. Aqui, a imagem produzida na tela é composta por duas imagens, uma emitindo luz cuja direção de polarização muda no sentido horário, enquanto a direção de polarização da outra imagem muda no sentido anti-horário. Cada lado dos óculos 3D possui um filtro de polarização que permite a entrada de apenas um desses tipos de luz. Desta forma, cada olho recebe uma imagem separada e o cérebro interpreta essas imagens em forma 3D.

O vídeo abaixo tem uma boa descrição, junto com várias demonstrações com luz polarizada.

Diferença entre luz polarizada e não polarizada

Direção das oscilações

No luz polarizada, em um dado momento, as oscilações podem ocorrer ao longo de apenas uma direção.

No luz não polarizada, as oscilações podem ocorrer em qualquer direção em um determinado momento.

Diferença de fase entre os componentes x e y

Para luz polarizada, os componentes xey do campo elétrico têm uma diferença de fase constante entre eles.

No luz não polarizada, a diferença de fase entre os componentes xey do campo elétrico muda de maneira imprevisível.

Fontes

A luz produzida por fontes naturais são sempre polarizado.

Não polarizado a luz pode ser produzida quando a luz não polarizada sofre reflexão, dispersão ou viaja através de um material que pode causar polarização.

Cortesia de imagem:

“Onda eletromagnética” do usuário: LennyWikidata (Trabalho próprio) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

“A wire-grid polarizer” de Bob Mellish (próprio trabalho) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

“Reflexo de nuvem removida na superfície da água usando filtro polarizador” por Amithshs (próprio trabalho) [Domínio Público], via Wikimedia Commons