Fenômeno que seleciona ondas eletromagnéticas com a orientação de sua vibração
A polarização é um fenômeno que ocorre com as ondas eletromagnéticas, nas quais elas são selecionadas e divididas conforme a orientação de sua vibração. Essa propriedade consiste na orientação espacial dos vetores campo elétrico e campo magnético.
Esse fenômeno se dá à medida em que as ondas eletromagnéticas atravessam um dispositivo chamado polarizador. A função do dispositivo é fazer um filtro da direção em que as ondas vibram. O filtro de polarização seleciona uma das direções de vibração da onda, impossibilitando que ela passe pelas demais direções.
A polarização ocorre apenas com ondas que se propagam perpendicularmente à vibração, as chamadas ondas transversais. No caso das ondas longitudinais, que se propagam na direção paralela à direção de vibração, o fenômeno da polarização não pode acontecer.
Polarização das ondas eletromagnéticas
Existem três tipos de polarização das ondas que têm origem a partir da propagação perpendicular entre si de um campo elétrico e um campo magnético. A polarização das ondas eletromagnéticas pode ocorrer por meio da refração, absorção ou reflexão.
Refração
A refração ocorre quando o meio de propagação é alterado, gerando uma mudança no comprimento de onda e alterando a velocidade de propagação da onda.
O fenômeno de polarização por refração se dá com polarização parcial do raio refratado, que pode ser observado ao analisar a luz que emerge após uma luz natural atravessar uma lâmina de faces paralelas.
Absorção
A polarização por absorção só é feita através de substâncias que permitem a passagem de luz apenas em direções preferenciais. Esse tipo de polarização pode ser observada com cristais de turmalina cortadas paralelamente ao eixo cristalográfico.
Nesse caso, ocorre a dupla refração, uma vez que o raio penetra um cristal e em seguida ultrapassa novamente em outro cristal, chegando até um anteparo. Desse modo, quando o feixe de luz atinge um cristal, todos os raios que apresentam direção de vibração diferente daqueles de seu eixo serão absorvidos pelo cristal.
Reflexão
Esse tipo de polarização se fundamenta na Lei de Brewster, que afirma que a polarização da luz por reflexão na superfície de um corpo transparente apenas poderá ser total se o raio refletido for perpendicular ao raio refratado.
Assim, à medida que a luz reflete na superfície de corpos transparentes, ela se polariza. No entanto, o grau de polarização varia em conformidade com o ângulo de incidência, com o comprimento de onda da luz e com os meios transparentes por onde a luz passa.
Filtros de polarização
Os polarizadores são uma espécie de fenda que permite a passagem da luz apenas em um plano. Quando dois filtros de polarização encontra-se aliados na mesma direção, a luz passa pelo primeiro, porém no segundo não se vê nada, pois não haverá emergência de luz.
A luz é polarizada ao passar por um filtro polarizador. (Foto: Wikipedia)
Em alguns casos é necessário usar um segundo polarizador para confirmar a presença de polarização identificada no primeiro. Quando isso ocorre, o segundo polarizador é posicionado de maneira que polarize a onda em uma direção perpendicular à do primeiro filtro.
Com a função de restringir a passagem das ondas eletromagnéticas em certa direção, os filtros de polarização são encontrados em equipamentos como maquinas fotográficas e em óculos 3D.
Exemplos de ondas polarizadas e não polarizadas
O fenômeno da polarização acontece exclusivamente com as ondas que possuem propagação perpendicular à vibração. Desse modo, ele só pode ser observado em ondas transversais.
As ondas longitudinais, que possuem direção de propagação paralela à direção de vibração, como as ondas de som, não podem ser polarizadas. Outro exemplo de onda eletromagnética não polarizada é a luz solar. Ela não sofre o fenômeno da polarização, uma vez que o Sol emite a luz em diversas direções.
Um exemplo clássico de ondas transversais que passam pelo fenômeno da polarização são as ondas luminosas. Cabe ressaltar que a luz polarizada difere de uma luz normal, pois não atende todas as direções, enquanto uma luz normal se propaga em todos os planos possíveis.
Para obter a luz polarizada é preciso usar aparelhos específicos, como os polarizadores, ou fazendo a luz comum atravessar um prisma. A principal propriedade da luz polarizada é a de ser desviada para a direita ou para a esquerda ao se propagar através de certos compostos químicos. Isso ocorre devido à isomeria óptica das substâncias.
Além das ondas de luz, as principais ondas transversais que podem ser polarizadas são as produzidas pelo rádio e pela televisão. As ondas de televisão e de rádio apresentam uma direção específica e um campo elétrico que varia a depender do espaço e do tempo em uma determinada direção.