Ley de Malus óptica y la fotoacústica.

Publicamos un artículo en Optics Express, puedes leerlo gratis, y te presentamos el resumen del artículo, con tono de divulgación general para que todos lo disfruten.

Primero la ley de Malus es una descripción de la intensidad de la luz polarizada linealmente cuando pasa a través de otro polarizador lineal (llamado analizador). Es una ley bien conocida y tiene aplicaciones para diseñar pantallas planas de cristal líquido, también en cine tridimensional.

La ley de Malus para materiales absorbentes se puede escribir como:donde


Aquí, I_A es la intensidad a la salida del polarizador analizador, I_M es la intensidad máxima que puede salir, I_m es la intensidad mínima registrada, el ángulo theta es el ángulo de incidencia. P también es llamado el contraste.

Ahora, bien, muchos materiales presentan estructura diferente cuando los ves en una dirección u otra. Por ejemplo, los resortes que forman una cama, de canto se ve diferente la distribución de los resortes, que cuando vez a los resortes desde arriba. En estos casos se puede emplear la transmisión de la luz para encontrar la estructura de los materiales. Sin embargo, muchos materiales no son transparentes (e.g. polímeros densos).

Una alternativa barata para encontrar las direcciones y simetrías de muchos materiales opacos es la fotoacústica, en particular la fotoacústica de láser pulsado. Esta técnica consiste en usar pulsos láser en una muestra absorbente, la luz calentará momentáneamente a las moléculas, ellas vibraran y causará una onda mecánica (sonido), la perturbación se puede detectar con un micrófono y después se puede analizar en una computadora.

Para demostrarlo empleamos un polarizador lineal convencional, el cual es ligeramente absorbente de la luz. Repetimos el experimento óptico de la ley de Malus (como experimento de control) y a la vez detectamos la señal fotoacústica. Encontramos una excelente correlación entre las dos señales, son complementarias y simétricas.

Esta experiencia puede servir para estudiar estructuras opacas o translucidas en otros materiales. Pero también, es una plataforma para estudiar la relación de los fotones y sus homólogos en las ondas mecánicas.


Referencia:

Torres-Zúñiga, V., Castañeda-Guzmán, R., Pérez-Ruiz, S., Morales-Saavedra, O., & Zepahua-Camacho, M. (2008). Optical absorption photoacoustic measurements for determination of molecular symmetries in a dichroic organic-film Optics Express, 16 (25) DOI: 10.1364/OE.16.020724