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Embasamento Teórico

O Efeito Faraday

Luz é a radiação eletromagnética na estreita banda das frequências de 3,84 ⨉ 10¹⁴ Hz a aproximadamente 7,69 ⨉ 10¹⁴ Hz, geralmente produzida pelo rearranjo dos elétrons mais externos dos átomos e moléculas (HECHT, 2002, p. 76). De fato, tratando a luz por este modelo e considerando que se trata de uma onda transversal, ela herda várias características e comportamentos das ondas em geral, entre as quais a polarização.

A polarização linear da luz consiste no fato de que o seu vetor campo elétrico associado resultante E e o vetor de propagação k estão sempre em um mesmo plano, denominado plano de polarização (PRESTON; DIETZ, 1991, p. 356). Um facho de luz comum consiste em um grande número de ondas emitidas pelos átomos da fonte de luz. Cada átomo produz uma onda possuindo uma orientação do vetor E particular, que caracteriza a direção da vibração atômica, e seu k; a onda resultante será uma superposição de cada uma dessas ondas, sendo que cada uma vibrará em uma direção independente das outras, produzindo um vetor resultante E variável no tempo. Obtém-se um facho de luz polarizado quando descartamos todas as ondas senão aquelas que possuem um mesmo vetor E (SERWAY et al., 2000, p. 1230).

Podemos atingir este objetivo utilizando um polarizador, que recebe algum tipo de luz na entrada, e devolve luz polarizada de alguma forma na saída – entre polarização linear, circular ou elíptica; estes dispositivos variam em eficácia sendo os menos eficazes chamados de polarizadores parciais (HECHT, 2002, p. 332). O polarizador mais comum utilizado é o Polaroide, descoberto por E. H. Land em 1938, fabricado em folhas finas compostas por hidrocarbonetos de cadeia longa, esticados de tal forma que as moléculas se alinham; após um banho em iodo, essas moléculas tornam-se boas condutoras de eletricidade, passando a absorver seletivamente as ondas de luz em planos de polarização diferentes da orientação das moléculas (SERWAY et al. 2000, p. 1230).

Chamamos de meio opticamente ativo aquele que é capaz de rotacionar o plano de polarização de uma luz linearmente polarizada (PRESTON; DIETZ, 1991, p. 356); o fenômeno da atividade óptica é extremamente complicado, e apesar de poder ser tratado em termos da Teoria do Eletromagnetismo clássica, na verdade ela requer uma solução no domínio da Mecânica Quântica(HECHT, 2002, p. 363). Apesar de poder ocorrer naturalmente como resultado da característica helicoidal das moléculas do meio, Michael Faraday observou em 1845 que essa propriedade poderia ser induzida no vidro aplicando-se um campo magnético externo paralelo à direção de propagação da onda, o que ficou conhecido como o Efeito Faraday, e pode ser observado em praticamente qualquer meio transparente.