Tartalom
A brewsters-szög, amelyet a skót fizikus, David Brewster neveztek el, fontos szög a fénytörés vizsgálatában. Amikor a fény megérinti egy olyan felületet, mint például a víztest, a fény egy része visszaverődik a felületről, míg részben behatol. A behatoló fény azonban nem feltétlenül egyenes vonalban folytatódik; egy refrakciónak nevezett jelenség megváltoztatja a fény mozgásának szögét. Ezt láthatja egy pohár vízben egy szalmára nézve; a szalma a víz felett látható része nem úgy néz ki, mintha teljesen csatlakozott volna ahhoz, amit látsz a vízben. Ez azért van, mert a fényszög megváltozott a refrakció miatt, megváltoztatva azt, ahogy a szemed értelmezi azt, amit lát.
Egy bizonyos szögben a fény refrakciója minimalizálva van; ez a Brewster-szög. Miközben némi törés mégis bekövetkezik, ez kevesebb, mint amit más szögben látnál. A pontos szög részben attól az anyagtól függ, amelybe a fény belép, mivel a különböző anyagok eltérő fénytörést okoznak, amikor a fény áthalad rajtuk. Szerencsére a Brewsters-szöget bármilyen anyagban kiszámíthatjuk, egyszerűen egy kis trigonometria alkalmazásával.
A polarizációs szög
A Brewsters-szög azt jelzi, hogy milyen optimális polarizációs szintet lehet elérni a fénytörő anyagon belül. Ez azt jelenti, hogy az adott szögből az anyagba belépő fény nem több irányba szóródik (ez az, ami a refrakciót okozza.) Ehelyett a fény továbbra is egyetlen úton halad tovább, minimális szóródással. Ezt a hatást láthatja polarizált napszemüveg viselésekor; a lencséknek olyan bevonattal vannak ellátva, amelyek csökkentik a szóródást és polarizálják a hatást, lehetővé téve, hogy a víz felszínén megjelenő vakító fényen át láthassa azokat a helyeket, ahol a fényszórás nehezen látható.
Mivel a Brewsters-szög az optimális polarizációs szög egy adott anyagban, néha azt látja, hogy azt az anyag "polarizációs szögének" is nevezik. Mindkét kifejezés alapvetően ugyanazt a dolgot jelenti, tehát ne aggódjon, ha látod, hogy az egyik forrás az egyik kifejezésre hivatkozik, a másik pedig a másikra.
Sörgyártók képlete
A Brewsters-szög kiszámításához a Brewsters-képletnek nevezett trigonometrikus képletet kell használnia. Maga a képlet a Snells törvény néven ismert matematikai szabály alkalmazásával származik, de nem kell tudnia, hogyan kell saját maga elkészíteni a képletet annak használatához. használata θB Brewsters-szög ábrázolására a Brewsters-képlet egyenlete: θB = arktán (n2/n1). Itt egy bontás, hogy mit jelent ez.
A képletünkben θB a szöget ábrázolja, amelyet megpróbáltak kiszámítani (Brewsters-szög). A látott "arktán" az arctangent, amely az érintő inverz funkciója; abban az esetben, ha y = tan (x), az arctangent lenne x = arktán (y). Innen van n1 és n2. Mindkettő jelzi azoknak az anyagoknak a törésmutatóját, amelyekben a fény áthalad n1 a kiindulási anyag (például levegő) és n2 mivel ez a második anyag, amely megkísérel tükrözni vagy szórni a fényt (például a vizet). A számítás elvégzéséhez törésmutatókat kell keresnie (lásd a forrásokat).
Miután megnézte az anyag indexeit, egyszerűen be kell dugnia a számokat, és kiszámítania az arktangent. Ne felejtsd el ezt n2 megy a frakció tetején! Példaként a levegőt és a vizet láthatjuk, hogy a levegő törésmutatója körülbelül 1,00, a víz (hozzávetőlegesen szobahőmérsékleten) a törésmutatója 1,33, mindkettő két tizedesjegyre kerekítve. Helyezve őket a képletbe, megkapod θB = arktán (1,33 / 1,00) vagy θB = arktán (1,33). Ezt kiszámíthatja egy tudományos számológépen a tan használatával-1 funkció, ha nincs dedikált arctan gombja; ez így ad nekünk θB = 0,9261 (négy helyre kerekítve) vagy 92,61 fokos szög.