Obsah
Brewstersov uhol, pomenovaný po škótskom fyzikovi Davidovi Brewsterovi, je dôležitým uhlom pri štúdiu lomu svetla. Keď svetlo zasiahne povrch, ako je napríklad vodný útvar, niektoré svetlo sa odrazí od povrchu, zatiaľ čo niektoré do neho prenikne. Svetlo, ktoré preniká, však nemusí nevyhnutne pokračovať v priamke; jav známy ako refrakcia mení uhol, ktorým svetlo prechádza. Môžete to vidieť sami pri pohľade na slamku v pohári vody; časť slamy viditeľná nad vodou nevyzerá ako úplne spojená s tým, čo vidíte vo vode. Je to preto, že uhol svetla sa zmenil v dôsledku lomu a zmenil spôsob, akým vaše oči interpretujú to, čo vidia.
V určitom uhle je lom svetla minimalizovaný; toto je Brewsterov uhol. Aj keď stále dochádza k určitému lomu, je to menšie, ako by ste videli v akomkoľvek inom uhle. Presný uhol závisí čiastočne od látky, do ktorej svetlo vstupuje, pretože rôzne látky spôsobujú rôzne množstvá lomu, keď svetlo nimi prechádza. Našťastie je možné vypočítať Brewstersov uhol takmer v akejkoľvek látke jednoducho použitím trochu trigonometrie.
Polarizačný uhol
Uhol Brewsters označuje optimálnu úroveň polarizácie, ktorá sa môže vyskytnúť vo vnútri žiaruvzdorného materiálu. To znamená, že svetlo vstupujúce do materiálu v tomto špecifickom uhle sa nerozptyľuje vo viacerých smeroch (čo spôsobuje lom.) Namiesto toho svetlo pokračuje v ceste po jedinej ceste s minimálnym rozptylom. Tento efekt môžete vidieť pri nosení polarizovaných slnečných okuliarov; šošovky majú povlak určený na zníženie rozptylu a vytvorenie polarizovaného efektu, ktorý umožňuje vidieť cez oslnenie na povrchu vody a na iných miestach, kde je rozptyl svetla ťažko viditeľný.
Pretože Brewstersov uhol je optimálny uhol pre polarizáciu v danom materiáli, niekedy ho uvidíte aj ako „polarizačný uhol“ materiálu. Obidva výrazy v podstate znamenajú to isté, takže sa nemusíte báť, ak uvidíte, že jeden zdroj odkazuje na jeden z výrazov a druhý zdroj používa druhý.
Brewsters Formula
Na výpočet Brewstersovho uhla je potrebné použiť trigonometrický vzorec známy ako Brewstersov vzorec. Samotný vzorec je odvodený pomocou matematického pravidla známeho ako Snells Law, ale na jeho použitie nemusíte vedieť, ako ho zostaviť. Použitím θB reprezentovať Brewstersov uhol, rovnica pre Brewstersov vzorec je: θB = arctan (n2/n1). Tu je rozpis toho, čo to znamená.
V našom vzorci θB predstavuje uhol, ktorý sa snažili vypočítať (Brewstersov uhol). „Arktán“, ktorý vidíte, je arktangent, ktorý je inverznou funkciou tangenty; v prípade, že y = tan (X), arctangent by bol X = arctan (y). Odtiaľ máme n1 a n2, Obidva indikujú index lomu materiálov, ktorými svetlo prechádza n1 - je východiskovým materiálom (napríklad vzduch) a - n2 je druhým materiálom, ktorý sa pokúša odrážať alebo rozptyľovať svetlo (napríklad vodu). Na výpočet je potrebné vyhľadať indexy lomu (pozri zdroje).
Akonáhle budete hľadať indexy pre svoje materiály, stačí pripojiť čísla a vypočítať arctangent. Nezabudnite na to n2 ide na vrchol vašej frakcie! Ako príklad je možné uviesť vzduch a vodu, čo znamená, že vzduch má index lomu okolo 1,00 a voda (približne pri izbovej teplote) má index lomu 1,33, pričom obe sú zaokrúhlené na dve desatinné miesta. Ich umiestnenie do vzorca získate θB = arctan (1,33 / 1,00) alebo θB = arktán (1,33). Môžete to vypočítať na vedeckej kalkulačke pomocou opálenia-1 fungovať, ak nemáte špeciálne tlačidlo arktánu; to nám dáva θB = 0,9261 (zaokrúhlené na štyri miesta) alebo uhol 92,61 stupňov.