زاوية بروستر: ضوء منعكس مستقطب تمامًا

1 · توقّع

عند زاوية ورود خاصة واحدة (زاوية بروستر)، يصير الضوء المنعكس عن سطح مستقطبًا تمامًا — الحزمة المنعكسة تحمل اتجاه استقطاب واحدًا فقط. هل للسطح الأعلى معاملًا زاوية بروستر أكبر أم أصغر؟

• معامل أعلى يعطي زاوية بروستر أصغر.
• أكبر — معامل انكسار أعلى يستلزم زاوية ورود أحدّ لتحقيق شرط بروستر.
• لا تعتمد زاوية بروستر على معامل السطح.

2 · التجهيز

1. افتح مسبق بروستر واضغط إعادة الضبط. ينتقل الضوء من الهواء (n₁ = 1.0) نحو الزجاج.
2. فعّل قراءة زاوية بروستر.
3. اضبط معامل انكسار الزجاج لكل تجربة وسجل زاوية بروستر.

3 · اجمع البيانات

ارسم θ_B (المحور y) مقابل n₂ (المحور x) لتجاربك الثلاث.

4 · حلّل

1. لمحاولة واحدة، احسب θ_B = atan(n₂/n₁) باستخدام n₁ = 1.0. قارن بالجدول.
2. اشرح لماذا يستلزم سطح أعلى معاملًا (n₂ أكبر) زاوية بروستر أكبر — ورودًا أحدّ — لتحقيق انعكاس مستقطب تمامًا.

5 · وسّع

1. عند زاوية بروستر، الوهج المنعكس (كعن بحيرة أو طريق مبلل) مستقطب أفقيًا بالكامل تقريبًا. هذا بالضبط سبب فعالية نظارات الشمس المستقطبة (الحاجبة للاستقطاب الأفقي) في قطع الوهج — إنها مضبوطة لحجب الضوء الذي ينعكس أقوى ما يكون عند زوايا المشاهدة النموذجية بدقة.
2. عند زاوية بروستر، تحمل الحزمة المنعكسة صفرًا من الضوء المستقطب مستويًا (المستقطب في مستوى الورود) — لا ينعكس إلا المستقطب العمودي على المستوي. اشرح لماذا يعني ذلك أن كاميرا بمرشح مستقطب، مدارًا لحجب الضوء المستقطب عموديًا على المستوي، تستطيع تقريبًا إزالة الانعكاسات عن الزجاج أو الماء عند هذه الزاوية المحددة.

الفيزياء خلف هذه التجربة

← عودة إلى التجربة