Polarización lineal

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En electrodinámica , la polarización lineal o polarización plana de la radiación electromagnética es un confinamiento del vector de campo eléctrico o del vector de campo magnético a un plano dado a lo largo de la dirección de propagación. El término polarización lineal (en francés: polarisation rectiligne ) fue acuñado por Augustin-Jean Fresnel en 1822. ^[1] Véase polarización y plano de polarización para obtener más información.

La orientación de una onda electromagnética polarizada linealmente se define por la dirección del vector del campo eléctrico . ^[2] Por ejemplo, si el vector del campo eléctrico es vertical (alternativamente hacia arriba y hacia abajo a medida que viaja la onda) se dice que la radiación está polarizada verticalmente.

La solución clásica de onda plana sinusoidal de la ecuación de onda electromagnética para los campos eléctricos y magnéticos es (unidades cgs)

${\displaystyle \mathbf {E} (\mathbf {r} ,t)=|\mathbf {E} |\mathrm {Re} \left\{|\psi \rangle \exp \left[i\left(kz- \omega t\right)\right]\right\}}$

${\displaystyle \mathbf {B} (\mathbf {r} ,t)={\hat {\mathbf {z} }}\times \mathbf {E} (\mathbf {r} ,t)/c}$

para el campo magnético, donde k es el número de onda ,

${\displaystyle \omega _{}^{}=ck}$

es la frecuencia angular de la onda, y es la velocidad de la luz .${\estilo de visualización c}$

Aquí está la amplitud del campo y${\displaystyle \mid \mathbf {E} \mid }$

${\displaystyle |\psi\rangle \ {\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\ {\begin{pmatrix}\psi _{x}\\\psi _{y}\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}\cos \theta \exp \left(i\alpha _{x}\right)\\\sin \theta \exp \left(i\alpha _{y}\right)\end{pmatrix}}}$

es el vector de Jones en el plano xy.

La onda está polarizada linealmente cuando los ángulos de fase son iguales,${\displaystyle \alpha _{x}^{},\alpha _{y}}$

${\displaystyle \alpha _{x}=\alpha _{y}\ {\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\ \alpha }$.

Esto representa una onda polarizada en un ángulo con respecto al eje x. En ese caso, el vector de Jones se puede escribir${\estilo de visualización \theta}$

${\displaystyle |\psi\rangle ={\begin{pmatrix}\cos \theta \\\sin \theta \end{pmatrix}}\exp \left(i\alpha \right)}$.

Los vectores de estado para polarización lineal en x o y son casos especiales de este vector de estado.

Si los vectores unitarios se definen de manera que

${\displaystyle |x\rangle \ {\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\ {\begin{pmatrix}1\\0\end{pmatrix}}}$

y

${\displaystyle |y\rangle \ {\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\ {\begin{pmatrix}0\\1\end{pmatrix}}}$

Entonces el estado de polarización se puede escribir en la "base xy" como

${\displaystyle |\psi \rangle =\cos \theta \exp \left(i\alpha \right)|x\rangle +\sin \theta \exp \left(i\alpha \right)|y\rangle =\psi _{x}|x\rangle +\psi _{y}|y\rangle }$.

• Soluciones de ondas planas sinusoidales de la ecuación de onda electromagnética
• Polarización
  • Polarización circular
  • Polarización elíptica
  • Plano de polarización
• Polarización de fotones

• Jackson, John D. (1998). Electrodinámica clásica (3.ª ed.) . Wiley. ISBN 0-471-30932-X.

• Animación de polarización lineal (en YouTube)
• Comparación de la polarización lineal con las polarizaciones circular y elíptica (animación de YouTube)

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