Luz Polarizada
Seguro que piensa que sus ojos son una maravilla de la naturaleza y no le falta razón, pero los que trabajamos fotografiando lo invisible conocemos bien sus limitaciones y la gran cantidad de fenómenos que, aun existiendo, no podemos observar. Hoy les hablaremos de un tipo de luz que, aun estando dentro del espectro visible, no pueden captar tampoco nuestros ojos: la luz polarizada. La polarización es una de las características de la energía electromagnética y existe a lo largo de todo el espectro, no solo en la zona visible, en la que nos centraremos hoy.
Esquema de un rayo de luz sin polarizar y polarizado tras atravesar un filtro
Cuando en clase de física nos representaban un rayo de luz lo hacían pintando una onda en la pizarra (Fig. 1), pero realmente la luz no vibra solo en el plano de la pizarra, sino en otro perpendicular a la misma y otros infinitos planos perpendiculares al desplazamiento, más difíciles de representar en un dibujo. Si un rayo de luz lo pudiésemos ver avanzando hacia nuestro ojo, lo planos en que vibra recordarían a una rueda de bicicleta con infinitos radios.
Esa es la luz normal NO POLARIZADA. La LUZ POLARIZADA es la que vibra en un solo plano, tal como la que pintaba el profesor, y su plano de polarización sería la pizarra. A nuestra visión, al contrario que algunos animales, le resulta imposible distinguir entre una luz polarizada y otra que no lo esté.
En la Naturaleza la luz se polariza en 4 ocasiones. La primera, al atravesar la atmósfera en ciertos ángulos, de tal forma que, si nos ponemos de cara al sol un día despejado, ponemos los brazos en cruz y miramos la bóveda celeste con un filtro polarizador, veremos un arco negro que se extiende de horizonte a horizonte. Numerosos insectos, entre ellos las abejas, son capaces de verlo y usarlo para orientarse. La luz también se polariza al reflejarse sobre cualquier superficie que no sea metálica. La máxima polarización ocurre en este caso en un ángulo concreto, llamado ángulo de Brewster que depende de la naturaleza del objeto reflectante y por tanto vale para determinar la composición del mismo.
Un filtro polarizador bloquea la luz polarizada en cierto ángulo lo que permite eliminar los brillos del agua y fotografiar su fondo. El Tajo a la altura de Trillo en Guadalajara
De esta manera, por ejemplo, sabiendo que el ángulo de polarización del agua es de 36,82º, podemos mirar en ese ángulo a través de un filtro polarizador y ver sin reflejos los peces de un estanque. De igual forma podemos fotografiar sin brillos a través de escaparates, ventanillas y ventanas si nos colocamos a 32,38º, que es el ángulo de polarización del vidrio normal. Como al eliminar los brillos aparece el color real de los objetos, sin la reflexión en los mismos de las nubes, con un filtro polarizador para mostrar los colores más limpios y saturados, lo cual resulta casi imprescindible para fotografiar paisajes y plantas. Si queremos despreocuparnos de los ángulos de polarización, lo que podemos hacer es colocar un filtro polarizador en la fuente de luz y obtener así luz 100% polarizada. Esta técnica se utiliza mucho en laboratorio y para fotografiar obras de arte con mucho relieve o cualquier objeto del que queramos eliminar los brillos.
A estas alturas se estará usted preguntado que es un filtro polarizador y donde se consiguen. Estos filtros, que son de color gris y que en cualquier tienda de fotografía se pueden conseguir entre 15 y 70€, consisten realmente en rejillas microscópicas formadas por larguísimas cadenas moleculares de ciertos polímeros, parecidos a los plásticos, llamados polaroides. Durante su fabricación, bien por estiramiento o por sistemas electroquímicos, las moléculas se disponen en forma de cadenas perfectamente paralelas formando una rejilla ultrafina. Tan fina que, si sobre ella incide un rayo de luz sin polarizar, con sus infinitos planos radiales, de allí sale solo uno: el que entra paralelo y coincide con el alineamiento de la micro rejilla (Fig. 2). Si esta luz polarizada la hacemos pasar por otro filtro igual pero girado 90 grados, chocará con ésta nueva rejilla y la luz no podrá atravesarla. Esta es la base del funcionamiento de casi todos los cines en 3D y del obturador de Kerr con el que Doc Edgerton logró fotografiar las primeras explosiones atómicas disparando por encima de una millonésima de segundo, gracias a la utilización de este obturador químico sin piezas móviles.
Caja de CD-ROM entre dos filtros polarizadores cruzados. Solo pasa la luz desviada por el metacrilato. Permite ver las tensiones y la línea de flujo del plástico durante su fabricación.
Muchas sustancias líquidas o sólidas transparentes son capaces de desviar el plano de polarización en un ángulo determinado. De esta manera, si por ejemplo miramos la tapa de metacrilato de un CD-ROM entre dos polarizadores cruzados, que en teoría no deberían dejar pasar nada de luz, veremos con maravillosos colores psicodélicos el flujo que tuvo del metacrilato en el molde durante su fabricación. Pueden verse incluso las líneas de rotura de ciertos plásticos sometidos a tensiones, así que, sobre modelos de plástico a escala, se ha empelado esta técnica fotográfica para observar las líneas de tensión y adivinar los puntos de ruptura de los más atrevidos diseños industriales y arquitectónicos.
Gafas de seguridad fotografiadas entre dos polarizadores cruzados. El primer polarizador se puede sustituir por un monitor plano, ya que la luz que emiten esta polarizada.