La transmisión de la luz a través de un medio transparente

La transmisión de la luz a través de un medio transparente se puede considerar una doble refracción. Si pensamos en un vidrio de ventana la luz sufre una primera refracción al pasar del aire al vidrio, sigue su camino y vuelve a refractarse al pasar de nuevo al aire. Si después de este proceso el rayo de luz no es desviado de su trayectoria se dice que la transmisión es regular. Si se difunde en todas direcciones, como en los vidrios traslucidos, tenemos el caso de la transmisión difusa. Y si predomina una dirección privilegiada tenemos la transmisión mixta, como ocurre en los vidrios orgánicos o en los cristales de superficie labrada.

Absorción

En física, la absorción de la radiación electromagnética es el proceso por el cual dicha radiación es captada por la materia. Cuando la absorción se produce dentro del rango de la luz visible, recibe el nombre de absorción óptica. Esta radiación, al ser absorbida puede ser reemitida, como en el caso de la fluorescencia, o transformada en otro tipo de energía, como calor o energía eléctrica.

En general, todos los materiales son absorbentes en algún rango de frecuencias. Aquellos que absorben en todo el rango de la luz visible son llamados materiales opacos, mientras que si dejan pasar la luz en todo el rango se les llama transparentes. Es precisamente el proceso de absorción, transmisión y reflexión lo que da color a la materia.

Como sabemos el ojo humano sólo es sensible a las radiaciones pertenecientes a un pequeño intervalo del espectro electromagnético. Según su longitud de onda dominante se perciben con un color determinado:

TIPO DE RADIACIÓN

Longitudes de onda (nm)

Violeta

380-436

Azul

436-495

Verde

495-566

Amarillo

566-589

Naranja

589-627

Rojo

627-770


Cuando la luz blanca incide sobre un objeto una parte del espectro que la compone es absorbido por la superficie y el resto es reflejado. Las componentes reflejadas son las que determinan el color que percibimos. Si refleja todo el especro es blanco, y si absorbe todas es negro. Un objeto es rojo porque refleja la luz roja y absorbe las demás componentes de la luz blanca. Si iluminamos el mismo objeto sólo con luz azul lo veremos negro, porque el cuerpo absorbe esta componente y no refleja ninguna. Queda claro, entonces, que el color con que percibimos un objeto depende del tipo de luz que le enviamos y de los colores que este sea capaz de reflejar.

Lo mismo ocurre con la luz transmitida por un objeto.




Polarización de la luz

La luz natural esta formada por ondas electromagnéticas compuestas por vibraciones trasversales de igual magnitud en un infinito número de planos, oscilando todos perpendicularmente a la dirección de propagación. Cuando las vibraciones de la onda tienen lugar en unas direcciones privilegiadas se dice que la luz está polarizada. Si sólo vibra en un plano se dice que está totalmente polarizada. Cuando la luz natural se transmite a través de un objeto polarizador sólo deja pasar la radiación que vibra en un plano determinado por la estructura interna del objeto polarizador y sale polarizada en ese plano. Si la luz polarizada se hace incidir sobre otro objeto polarizador cuyo plano de polarización sea paralelo al de la luz incidente esta es transmitida, pero si el plano de polarización no es paralelo la luz se transmite tanto menos cuanto mayor sea el ángulo entre los dos planos de polarización. En caso de que ambos planos sean perpendiculares la transmisión es nula. Con dos polarizadores se puede regular la cantidad de luz transmitida sin más que girar el ángulo de polarización de uno respecto al otro.

Polarización por reflexión

Al reflejarse un haz de luz no polarizada sobre una superficie, la luz reflejada sufre una polarización parcial de forma que la componente del campo eléctrico perpendicular al plano de incidencia (plano que contiene la dirección del rayo de incidencia y el vector normal a la superficie de incidencia) tiene mayor amplitud que la componente contenida en el plano de incidencia.

Efectos de la polarización en la vida diaria

La luz reflejada sobre materiales brillantes transparentes es parcial o totalmente polarizada, excepto cuando la luz incide en dirección normal (perpendicular) a la superficie reflectante.

Un filtro polarizador, como el de unas gafas de sol polarizada, puede utilizarse para observar este fenómeno haciendo girar el filtro y mirando a través de él. Para determinados ángulos, se atenuará la luz o será totalmente bloqueada. Los filtros polarizadores bloquean el paso de luz polarizada a 90º respecto al plano polarizador del filtro.

Efecto de un polarizador sobre la reflexión en el fango. En la imagen izquiera, el polarizador está girado para transmitir las reflexiones. Al girar el polarizador 90º (imagen de la derecha) casi toda la luz del sol reflejada es bloqueada.
Efecto de un filtropolarizador sobre la imagen del cielo en una fotografía a color. La imagen de la derecha se ha realizado utilizando un filtro polarizador.

Interferencia

Cuando dos ondas de luz de la misma longitud de onda inciden juntas con diferentes fases de su vibración sobre una superficie, se combinan dando como resultado una sola onda cuya amplitud de vibración está entre la suma y la diferencia de las amplitudes de cada una de ellas, dependiendo de su fase relativa. Si inciden en fase la amplitud se suma y la energía se suma, dando como resultado un aumento de luminosidad. Hay interferencia positiva. Si inciden en oposición de fase las amplitudes se restan, dando lugar a una anulación de energía y en consecuencia a oscuridad. La interferencia es negativa.

Mediante recubrimientos capaces de crear interferencias en la luz que incide sobre un objeto óptico se puede conseguir reducir la reflectancia en su superficie, transmitir o reflejar luz según su color e incluso eliminar las ondas infrarrojas. Ejemplo son los tratamientos antirreflectantes aplicados a los vidrios de las lentes.

La forma más sencilla de estudiar el fenómeno de la interferencia es con el denominado experimento de Young. Consiste en hacer incidir luz monocromática (de un solo color) en una pantalla que tiene una rendija muy estrecha. La luz que sale de dicha rendija se vuelve a hacer incidir en otra pantalla con una doble rendija. La luz procedente de las dos rendijas se combina en una tercera pantalla produciendo bandas alternativas claras y oscuras.

 
Comité Español de Iluminación