Demostrando Fotoelastografía

Experimentos utilizando una pantalla de monitor como fuente de luz polarizada (II)

La fotoelasticidad es un método óptico para observar la distribución de tensiones en algunos materiales translúcidos. El objeto a ser analizado debe ser colocado frente a una fuente de luz polarizada y observado mediante un filtro polarizador.

Una forma muy simple y económica de lograrlo es utilizar una pantalla plana de monitor de computadora (o una pantalla de TV) en modo blanco, la cual emite luz linealmente polarizada. Esto nos ahorra la construcción de fuentes extensas y homogéneas de luz, así como el empleo de extensos filtros polarizadores que en general no son económicos.

Para observar el objeto se utiliza un pequeño filtro polarizador (de menos de 1 cm de lado) suficiente como para cubrir la lente de una cámara, por ejemplo de un Smartphone. Este pequeño filtro se puede obtener de un viejo display LCD.


Setup: Pantalla de monitor como fuente de luz polarizada, Tapa de caja de CD como objeto a ser analizado. Smartphone con filtro polarizador sobre su lente. En la pantalla se puede observar el patrón de tensiones del objeto.


Fuente  y objeto registrados SIN filtro polarizador sobre la lente de la cámara.



Fuente registrada con filtro sobre la lente de la cámara (sin objeto interpuesto).


Objeto registrado con filtro polarizador sobre la lente de la cámara.




En un material birrefringente, es decir con dos índices de refracción (como la mayoría de los sintéticos), la luz polarizada se descompone en dos direcciones que se propagan con velocidades diferentes según los ejes definidos por las tensiones internas del material. Esta diferencia de velocidad es la que cambia la diferencia de fase entre las dos componentes de la luz que emerge del material, dando lugar a una interferencia que cambia el tipo de polarización de la luz. Esta modificación en la polarización de la luz depende del espesor del material, de las tensiones internas y de la longitud de onda. Es por esta razón que si la fuente de luz polarizada es blanca, el patrón observado presenta regiones con diferentes colores, pues se corresponden con interferencias destructivas para diferentes longitudes de onda en cada región del material.



Pantalla completamente blanca fotografiada con el filtro polarizador colocado sobre la lente de la cámara.






Sin filtro


Sin filtro


Sin filtro


Sin Filtro



Sin filtro







Nota relacionada:
Experimentos utilizando una pantalla de monitor como fuente de luz polarizada (I)
Ley de Malus con Smartphone
http://fisicamartin.blogspot.com.uy/2016/05/ley-de-malus-con-smartphone.html


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