Содержание
Угол Брюстера, названный в честь шотландского физика Дэвида Брюстера, является важным углом в исследовании преломления света. Когда свет попадает на поверхность, такую как водоем, часть света отражается от поверхности, а другая проникает в нее. Однако свет, который проникает, не обязательно продолжается по прямой линии; явление, известное как преломление, изменяет угол, под которым распространяется свет. Вы можете убедиться в этом сами, посмотрев на соломинку в стакане воды; часть соломы, видимая над водой, не выглядит полностью связанной с тем, что вы видите в воде. Это потому, что угол света изменился из-за преломления, изменив способ, которым ваши глаза интерпретируют то, что они видят.
Под определенным углом преломление света сводится к минимуму; это угол Брюстера. Хотя некоторое преломление все еще происходит, оно меньше того, что вы бы увидели под любым другим углом. Точный угол частично зависит от вещества, в которое попадает свет, поскольку разные вещества вызывают различное количество преломления, когда свет проходит через них. К счастью, можно рассчитать угол Брюстера практически для любого вещества, просто применив немного тригонометрии.
Угол поляризации
Угол Брюстера указывает на оптимальный уровень поляризации, который может возникнуть в преломляющем материале. Это означает, что свет, попадающий в материал под определенным углом, не рассеивается во многих направлениях (что и вызывает преломление). Вместо этого свет продолжает перемещаться по одному пути с минимальным рассеянием. Вы можете увидеть этот эффект при ношении поляризованных солнцезащитных очков; линзы имеют покрытие, предназначенное для уменьшения рассеяния и создания поляризованного эффекта, позволяющего видеть сквозь блики на поверхности воды и в других местах, где рассеивание света затрудняет просмотр.
Поскольку угол Брюстера является оптимальным для поляризации в данном материале, иногда его также называют «углом поляризации» материала. Однако оба термина по сути означают одно и то же, поэтому не беспокойтесь, если вы видите, что один источник ссылается на один из терминов, а другой источник использует другой.
Формула пивоваров
Чтобы рассчитать угол Брюстера, вам нужно использовать тригонометрическую формулу, известную как формула Брюстера. Сама формула получена с использованием математического правила, известного как закон Снеллса, но вам не нужно знать, как создать формулу самостоятельно, чтобы ее использовать. С помощью θВ для представления угла Брюстера уравнение для формулы Брюстера имеет вид: θВ = арктан (N2/N1). Вот разбивка того, что это значит.
В нашей формуле θВ представляет угол, который пытались вычислить (угол Брюстера). «Арктан», который вы видите, является арктангенсом, который является обратной функцией касательной; в случае, когда Y = загар (Икс), арктангенс будет Икс = арктан (Y). Оттуда у нас есть N1 а также N2, Они оба указывают показатель преломления материалов, через которые проходит свет, с N1 будучи исходным материалом (таким как воздух) и N2 Будучи вторым материалом, который пытается отразить или рассеять свет (например, вода). Вы должны искать показатели преломления, чтобы выполнить расчет (см. Ресурсы).
После того, как вы просмотрели индексы для своих материалов, вам просто нужно подключить числа и вычислить ваш арктангенс. Не забывай это N2 идет на вершине вашей фракции! Используя воздух и воду в качестве примера, вы можете видеть, что воздух имеет показатель преломления около 1,00, а вода (приблизительно при комнатной температуре) имеет показатель преломления 1,33, причем оба показателя округлены до двух десятичных знаков. Поместив их в формулу, вы получите θВ = арктан (1,33 / 1,00) или θВ = арктан (1,33). Вы можете рассчитать это на научном калькуляторе, используя загар-1 функция, если у вас нет выделенной кнопки arctan; это дает нам θВ = 0,9261 (округлено до четырех мест) или угол 92,61 градуса.