Brewsteri nurk: peegeldunud valgus täielikult polariseeritud
1 · Ennusta
Ühel erilisel langenurgal (Brewsteri nurk) muutub pinnalt peegelduv valgus täielikult polariseerituks — peegeldunud kiir sisaldab ainult ühte polarisatsiooni suunda. Kas kõrgema näitajaga pinnal on suurem või väiksem Brewsteri nurk?
- Kõrgem näitaja annab väiksema Brewsteri nurga.
- Suurem — kõrgem murdumisnäitaja nõuab järsepmat langenurka Brewsteri tingimuse rahuldamiseks.
- Brewsteri nurk ei sõltu pinna näitajast.
2 · Seadista
- Ava Brewsteri eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Valgus liigub õhust (n₁ = 1,0) klaasi poole.
- Lülita sisse Brewsteri nurga näit.
- Sea iga katse jaoks klaasi murdumisnäitaja ja kirjuta üles Brewsteri nurk.
3 · Kogu andmeid
| Klaasi näitaja n₂ | Brewsteri nurk θ_B (°) |
|---|---|
| 1.33 | |
| 1.50 | |
| 1.70 |
Joonista θ_B (y-telg) n₂ (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks.
4 · Analüüsi
- Arvuta ühes katses θ_B = atan(n₂/n₁), kasutades n₁ = 1.0. Võrdle tabeliga.
- Selgita, miks kõrgema näitajaga pind (suurem n₂) nõuab SUUREMAT Brewsteri nurka — järsemp langemine — täielikult polariseeritud peegelduse saavutamiseks.
5 · Laienda
- Brewsteri nurgal on peegeldunud pimestav sära (nagu järvelt või märjalt teelt) peaaegu täielikult horisontaalselt polariseeritud. Täpselt seepärast on polariseeritud päikeseprillid (blokeerides horisontaalse polarisatsiooni) nii tõhusad pimestava sära vähendamisel — nad on häälestatud blokeerima täpselt seda valgust, mis peegeldub tugevaima tüüpilistel vaatenurkadel.
- Brewsteri nurgal sisaldab peegeldunud kiir NULL p-polariseeritud valgust (polariseeritud langemistasandis) — ainult s-polariseeritud valgus peegeldub. Selgita, miks see tähendab, et kaamera polarisatsioonifiltriga, pööratuna blokeerima s-polariseeritud valgust, saab peaaegu kõrvaldada peegeldused klaasilt või veelt sellel konkreetsel nurgal.
Selle eksperimendi füüsika
Brewsteri nurk
Konkreetse langenurga θ_B = atan(n₂/n₁) korral muutub peegeldunud valgus täielikult polariseerituks (puhtalt s-polariseeritud, kus peegeldunud ja murdunud kiired on täpselt 90° teineteise suhtes). See on polariseeritud sära-vastaste päikeseprillide ja kaamerafiltrite füüsiline alus.
Optika
- Koonduv lääts: tegelikud kujutised üle 2f
- Fookuspunkt: kuhu kujutised lõpmatusse põgenevad
- Lääts luubina
- Hajuv lääts: alati näiv, alati vähendatud
- Nõgav peegel: tegelikud kujutised nagu koonduval läätsel
- Kumer peegel: alati vähendatud näiv kujutis
- Tasapeegel: eriline, muutumatu juht
- Näiv sügavus: miks bassein näib madalam kui ta on
- Täielik sisemine peegeldumine: piirnurk
- Kahe läätse relee: kujutiste aheldatakse kokku
- Liitmikroskoop: kaks läätse kõrgeks suurenduseks
- Foto suurendusaparaat: kaks läätse tegelikuks, suuremaks kujutiseks