¿Podemos ver luz polarizada los seres humanos?

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El pincel de Haidinger, más conocido como los pinceles de Haidinger, es una imagen producida por el ojo, un fenómeno entóptico, descrito por primera vez por el físico austriaco Wilhelm Karl von Haidinger en 1844. Haidinger lo vio al mirar a través de varios minerales que polarizaban la luz.[1][2]" role="presentation">[1][2]$[1][2]$

Aspecto simulado del pincel de Haidinger para la luz polarizada verticalmente. Tamaño e intensidad exagerados para mayor claridad. La orientación varía según la polarización de la fuente de luz.

Muchas personas son capaces de percibir la polarización de la luz.[3]" role="presentation">[3]$[3]$ Los pinceles de Haidinger pueden verse como una barra horizontal amarillenta o como una forma de pajarita (con extremos "borrosos", de ahí el nombre de "pincel") visible en el centro del campo visual contra el cielo azul visto de espaldas al Sol, o sobre cualquier fondo brillante. Suele ocupar entre 3" role="presentation">3$3$ y 5" role="presentation">5$5$ grados de visión, aproximadamente el doble o el triple de la anchura del pulgar sostenido a la distancia del brazo. La dirección de la polarización de la luz es perpendicular a la barra amarilla (es decir, vertical si la barra es horizontal). Entre los pinceles amarillos pueden verse zonas más tenues de color azulado o violáceo (véase la ilustración). El pincel de Haidinger también puede verse mirando una zona blanca en muchas pantallas planas de ordenador LCD (debido al efecto de polarización de la pantalla), en cuyo caso suele ser diagonal.

Causas fisiológicas

El pincel de Haidinger suele atribuirse al dicroísmo del pigmento xantófilo que se encuentra en la mácula lútea. De acuerdo con las leyes de Fresnel, el comportamiento y la distribución de los rayos oblicuos no guiados en la geometría cilíndrica de los conos azules foveales producen un dicroísmo extrínseco. El tamaño del pincel es coherente con el tamaño de la mácula.

Se cree que el dicroísmo de la mácula se debe a que algunas de sus moléculas de pigmento están dispuestas circularmente; la pequeña proporción de moléculas dispuestas circularmente explica la debilidad del fenómeno. Los pigmentos xantofílicos tienden a ser paralelos a los nervios visuales que, debido a que la fóvea no es plana, son casi ortogonales a la fóvea en su parte central pero casi paralelos en su región exterior. Como resultado, dos zonas diferentes de la fóvea pueden ser sensibles a dos grados diferentes de polarización.[4]" role="presentation">[4]$[4]$

Viendo el pincel de Haidinger

Aspecto simulado de una pantalla de ordenador vista a través de un polarizador, que muestra el tamaño y la intensidad típicos del pincel de Haidinger.

A muchas personas les resulta difícil ver inicialmente el pincel de Haidinger. Es muy tenue, mucho más de lo que generalmente se indica en las ilustraciones, y, como otras imágenes estabilizadas, tiende a aparecer y desaparecer.

Se ve más fácilmente cuando se puede hacer que se mueva. Como siempre está situado en la mácula, no hay forma de hacer que se mueva lateralmente, pero se puede hacer que gire, mirando una superficie blanca a través de un polarizador giratorio, o inclinando lentamente la cabeza hacia un lado.

Para ver el pincel de Haidinger, empiece por utilizar un polarizador, como por ejemplo una lente de unas gafas de sol polarizadoras. Mire una superficie uniformemente iluminada y sin textura a través de la lente y gire el polarizador.

Una opción es utilizar el polarizador integrado en la pantalla LCD de un ordenador. Mire un área blanca en la pantalla, e incline lentamente la cabeza (un monitor CRT no tiene polarizador y no funcionará para este propósito a menos que se utilice un polarizador separado).

Aparece con mayor nitidez sobre un fondo azul. Con la práctica, es posible verlo en la luz naturalmente polarizada de un cielo azul. Minnaert recomendó practicar primero con un polarizador y luego probar sin él.[5]" role="presentation">[5]$[5]$ Las zonas del cielo con mayor polarización son las que están a 90" role="presentation">90$90$ grados del Sol. Minnaert dijo que después de un minuto de mirar el cielo, "aparecerá una especie de efecto de mármol". A esto le sigue en breve el pincel de Haidinger". Comentó que no todos los observadores lo ven de la misma manera. Algunos ven el patrón amarillo como sólido y el azul como interrumpido, como en las ilustraciones de esta página. Algunos ven el azul como sólido y el amarillo como interrumpido y otros lo ven alternando entre los dos estados.

Uso

El hecho de que la sensación del pincel de Haidinger se corresponda con el campo visual de la mácula significa que puede utilizarse para entrenar a las personas a mirar los objetos con su mácula. Las personas con ciertos tipos de estrabismo pueden sufrir una adaptación en la que miran al objeto de atención no con su fóvea (en el centro de la mácula) sino con una región excéntrica de la retina. Esta adaptación se conoce como fijación excéntrica. Para ayudar a entrenar a una persona a mirar a un objeto con su fóvea y no con su zona excéntrica de la retina, se puede utilizar un dispositivo de entrenamiento. Uno de estos aparatos utiliza una placa polarizada giratoria retroiluminada con una luz blanca brillante. Llevando unas gafas azules (para realzar la imagen del pincel de Haidinger) y un oclusor sobre el otro ojo, se espera que el usuario perciba el pincel de Haidinger en el lugar donde su mácula se correlaciona con su campo visual. El objetivo del entrenamiento es que el usuario aprenda a mirar al objeto de prueba de tal manera que el pincel de Haidinger se superponga al objeto de prueba (y el espectador lo esté mirando ahora con su fóvea). La razón de este entrenamiento es que la fóvea sana tiene un poder de resolución mucho mayor que cualquier otra parte de la retina. Otro método de diagnóstico que utiliza las propiedades birrefringentes del tejido de la retina es el escaneo de la birrefringencia de la retina, que puede utilizarse en caso de ambliopía grave o cuando el especialista no cuenta con la colaboración del paciente.

Ver también

• Floater - Wikipedia.
• Haidinger fringe - Wikipedia.
• Isolation tank - Wikipedia.
• Prisoner's cinema - Wikipedia.

Referencias

1. ^ Haidinger, Wilhelm. "Über das directe Erkennen des polarisirten Lichts und der Lage der Polarisationsebene [On direct observation of polarized light and the orientation of the plane of polarization]". Annalen der Physik. 139 (9): 29–39. doi:10.1002/andp.18441390903.

2. ^ O'Shea, R. P.; Temple, S. E.; Misson, G. P.; Wade, N. J.; Bach, M. (2020). "Historical context, scientific context, and translation of Haidinger's (1844) discovery of naked-eye visibility of the polarization of light" (PDF). arXiv.org.

3. ^ O'Shea, R. P.; Misson, G. P.; Temple, S. E. (2021). "Seeing polarization of light with the naked eye". Current Biology. 31 (4): R178-R179. doi:10.1016/j.cub.2020.12.037.

4. ^ Le Floch, A; Ropars G; Enoch J; Lakshminarayanan V (2010). "The polarization sense in human vision". Vision Res. 50 (20): 2048–2054. doi:10.1016/j.visres.2010.07.007. PMID 20638403.

5. ^ Minnaert, M. G. J. (1940). Light and colour in the open air (H. M. Kremer-Priest, Trans.). London: G. Bell and Sons.

Más información

• W. Haidinger: Beobachtung der Lichtpolarisationsbündel im geradlinig polarisirten Lichte. Poggendorfs Annalen, Bd. 68, 1846 S. 73-87 (Original communication at the Bibliothèque nationale de France.)
• Alcoz, J. "Haidinger's Brush". Light polarization. Retrieved 2006-03-14.
• Fairbairn, Maxwell B. (2001). Physical Models of Haidingers Brush. Journal of the Royal Astronomical Society of Canada. 95, 248–251.
• Minnaert, M. G. J. (1993) Light and Color in the Outdoors. (translated by Len Seymour from the 1974 Dutch edition). ISBN 0-387-97935-2, Springer-Verlag, New York.
• Misson, G. P. (1993). "Form and behaviour of Haidinger's brushes." Ophthalmic and Physiological Optics 13(4): 392–396. PMID 8278193.
• Misson, G. P. (2003). "A Mueller matrix model of Haidinger's brushes." Ophthalmic and Physiological Optics 23: 441–447. PMID 12950890.
• William Shurcliff (1955) "Haidinger's Brushes and Circularly Polarized Light", Journal of the Optical Society of America 45(5):399.
• Beenakker, C. "Haidinger's butterfly – our sixth sense". Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde, June 2018.

Enlaces externos

• How to see polarization with the naked eye.

Traducción del artículo: WikipediaEN. "Haidinger's brush".