Brewsterův úhel: odražené světlo dokonale polarizované

1 · Predikuj

Při jednom zvláštním úhlu dopadu (Brewsterově úhlu) se světlo odrážející od povrchu stává dokonale polarizovaným — odražený svazek obsahuje jen jeden směr polarizace. Má povrch s vyšším indexem větší, nebo menší Brewsterův úhel?

2 · Sestavení

  1. Otevři předvolbu brewster a stiskni Resetovat. Světlo putuje ze vzduchu (n₁ = 1.0) ke sklu.
  2. Zapni odečet Brewsterova úhlu.
  3. Nastav index lomu skla pro každý pokus a zapiš Brewsterův úhel.

3 · Sbírej data

Index skla n₂Brewsterův úhel θ_B (°)
1.33
1.50
1.70

Vynes θ_B (osa y) proti n₂ (osa x) pro své tři pokusy.

4 · Analyzuj

  1. Pro jeden pokus spočti θ_B = atan(n₂/n₁) s n₁ = 1.0. Porovnej s tabulkou.
  2. Vysvětli, proč povrch s vyšším indexem (větší n₂) vyžaduje VĚTŠÍ Brewsterův úhel — strmější dopad — pro dosažení dokonale polarizovaného odrazu.

5 · Rozšiř

  1. Při Brewsterově úhlu je odražený odlesk (jako od jezera nebo mokré silnice) téměř celý horizontálně polarizovaný. Tohle je přesně důvod, proč polarizační sluneční brýle (blokující horizontální polarizaci) jsou tak efektivní v ořezávání odlesků — jsou naladěny blokovat přesně světlo, které se nejSilněji odráží při typických pozorovacích úhlech.
  2. Při Brewsterově úhlu obsahuje odražený svazek NULOVÉ p-polarizované světlo (polarizované v rovině dopadu) — odráží se jen s-polarizované světlo. Vysvětli, proč to znamená, že fotoaparát s polarizačním filtrem, natočeným blokovat s-polarizované světlo, může téměř eliminovat odrazy od skla nebo vody při tomto konkrétním úhlu.

Fyzika za tímto experimentem

Brewsterův úhel

Při konkrétním úhlu dopadu θ_B = atan(n₂/n₁) se odražené světlo stává dokonale polarizovaným (čistě s-polarizované, s odraženým a lomeným paprskem přesně 90° od sebe). Tohle je fyzikální základ polarizačních antireflexních slunečních brýlí a filtrů fotoaparátů.

← Zpět na experiment

Optika

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky