La naturaleza de la luz polarizada verificada mediante smartphones

Resumen
Surgida originalmente como una ley empírica, la de Malus es vista hoy en día como un experimento clave para demostrar la naturaleza transversal de las ondas electromagnéticas, así como la conexión intrínseca entre la óptica y el electromagnetismo. Más específicamente, es una forma operativa de caracterizar una onda electromagnética linealmente polarizada. En este trabajo se propone una configuración sencilla y de bajo costo para verificar cuantitativamente la naturaleza de la luz polarizada. Una pantalla plana de computadora sirve como fuente de luz linealmente polarizada y un teléfono inteligente se utiliza como instrumento de medida gracias a sus sensores incorporados. La intensidad de la luz se mide con el sensor de luminosidad con un pequeño filtro polarizador ubicado sobre él. El ángulo entre el plano de polarización de la fuente y el filtro se mide por medio del acelerómetro, que en este caso oficia de inclinómetro. Aprovechado el uso simultáneo de estos dos sensores, un conjunto completo de medidas puede obtenerse en tan solo segundos. Los resultados experimentales muestran excelente concordancia para la intensidad de la luz en función del ángulo.

Martín Monteiro, Cecilia Stari, Cecilia Cabeza, Arturo C. Marti (2016).

Abstract
Originally an empirical law, nowadays Malus' is seen as a key experiment to demonstrate the traversal nature of electromagnetic waves, as well as the intrinsic connection between optics and electromagnetism. More specifically, it is an operational way to characterize a linear polarized electromagnetic wave. A simple and inexpensive setup is proposed in this work, to quantitatively verify the nature of polarized light. A flat computer screen serves as a source of linear polarized light and a smartphone is used as a measuring instrument thanks to its built-in sensors. The intensity of light is measured by means of the luminosity sensor with a tiny filter attached over it. The angle between the plane of polarization of the source and the filter is measured by means of the three-axis accelerometer, that works, in this case, as an inclinometer. Taken advantage of the simultaneous use of these two sensors, a complete set of measures can be obtained just in a few seconds. The experimental light intensity as a function of the angle shows an excellent agreement with standard results.



LG-G3 y lámina polarizadora del display de una vieja calculadora.

Ubicación del sensor de luz.

Filtro polarizador sobre el sensor de luz.

 Pantalla de configuración de la App Physics Toolbox Suite de Vieyra Software en el modo "Multi Report", con los dos sensores seleccionados para esta experiencia.

Para realizar las medidas se enciende la App y se gira el celular apoyado sobre el monitor en pantalla blanca.






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