🔮 Polarización de la luz

La Ley de Malus establece que cuando la luz polarizada de intensidad I₀ atraviesa un polarizador ideal cuyo eje de transmisión forma un ángulo θ con la dirección de polarización de la luz, la intensidad transmitida es I = I₀·cos²θ. En la simulación, la luz no polarizada pierde primero la mitad de su intensidad al pasar por el Polarizador 1 (ya que un haz no polarizado no tiene eje preferente), y cada polarizador posterior sigue cos²θ según la diferencia de ángulo respecto al anterior. Apilar tres polarizadores permite ver esta atenuación multiplicativa ocurrir dos veces seguidas.

Dos polarizadores a 90° entre sí (cruzados) transmiten cero luz porque cos²(90°) = 0. Pero si insertas un tercer polarizador, digamos a 45°, entre ellos, la luz atraviesa primero una rotación de 45° (cos²45° = 0.5 de transmisión) y luego otra rotación de 45° para llegar al eje final de 90° (otro cos²45° = 0.5), dando un 25% de transmisión en total en lugar de 0%. Este es el preset "Punto Medio Mágico" de la simulación — cada paso individual solo gira un poco el eje de polarización, así que ninguna etapa por sí sola bloquea completamente el haz.

El ángulo de Brewster θ_B = arctan(n₂/n₁) es el ángulo de incidencia en el que el coeficiente de reflexión de Fresnel para la luz polarizada p (campo eléctrico en el plano de incidencia) se vuelve exactamente cero. En este ángulo, solo se refleja la luz polarizada s (campo eléctrico perpendicular al plano de incidencia), por lo que el haz reflejado está puramente polarizado en s aunque la luz incidente no estuviera polarizada. La simulación calcula tanto Rs como Rp a partir de las ecuaciones de Fresnel exactas y resalta cuándo el ángulo de incidencia coincide con θ_B para el medio elegido.

Estas describen la trayectoria que traza la punta del vector de campo eléctrico a medida que la onda se propaga. La polarización lineal oscila a lo largo de un único eje fijo. La polarización circular tiene dos componentes ortogonales de igual amplitud con una diferencia de fase de 90°, por lo que el vector de campo traza un círculo (a derechas o a izquierdas según el signo de esa fase). La polarización elíptica es el caso general, en el que las componentes tienen amplitudes distintas o una diferencia de fase distinta de 90°, trazando una elipse. La luz no polarizada no tiene una relación fija entre componentes — la fase y la amplitud relativa fluctúan de forma aleatoria.

Un cristal birrefringente tiene índices de refracción distintos a lo largo de sus ejes ópticos "rápido" y "lento", por lo que la luz polarizada a lo largo de un eje viaja a una velocidad distinta que la polarizada a lo largo del otro. Esto introduce un retardo de fase Γ entre las dos componentes cuando la luz sale del cristal. Una lámina de cuarto de onda (Γ = 90°) convierte la polarización lineal en circular (o elíptica); una lámina de media onda (Γ = 180°) invierte el eje de polarización, reflejándolo respecto al eje rápido. La simulación permite ajustar el retardo directamente o elegir un tipo de lámina predefinido y girar el ángulo del eje rápido para ver el estado de salida resultante.