اپتیک
زاویهٔ بروستر
در زاویهٔ بروستر (θ_B = arctan(n₂/n₁))، فقط مؤلفهٔ بازتابیِ قطبش-p صفر است؛ پس پرتو بازتابیده قطبش-s دارد.
زاویهٔ بروستر — شبیهسازی تعاملی اپتیک. در زاویهٔ بروستر (θ_B = arctan(n₂/n₁))، فقط مؤلفهٔ بازتابیِ قطبش-p صفر است؛ پس پرتو بازتابیده قطبش-s دارد. آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
زاویهٔ بروستر
در θ_B، بازتاب قطبش-p ناپدید میشود و فقط قطبش-s میماند.
در زاویهٔ بروستر (θ_B = arctan(n₂/n₁))، فقط مؤلفهٔ بازتابیِ قطبش-p صفر است؛ پس پرتو بازتابیده قطبش-s دارد.
- θ_B = arctan(n₂/n₁)
- بازتاب قطبیده
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامهریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیشبینیهای رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسشهای گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید میمانند.
پرسش محوری
در یک زاویهٔ تابش خاص (زاویهٔ بروستر)، نور بازتابیده از سطح کامل قطبی میشود — پرتوی بازتابی فقط یک جهت قطبش دارد. آیا سطح ضریببالاتر زاویهٔ بروستر بزرگتر یا کوچکتری دارد؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- ضریب بالاتر زاویهٔ بروستر کوچکتری میدهد.
- بزرگتر — ضریب شکست بالاتر زاویهٔ تابش تندتری میخواهد تا شرط بروستر برقرار شود.
- زاویهٔ بروستر به ضریب سطح بستگی ندارد.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- ضریب شیشه n₂
آنچه اندازه میگیرید:
- زاویهٔ بروستر θ_B (°)
پژوهش چگونه اجرا میشود
- پیشتنظیمی brewster را باز کنید و Reset را بفشارید. نور از هوا (n₁ = 1.0) به سمت شیشه میرود.
- قرائت زاویهٔ بروستر را فعال کنید.
- ضریب شکست شیشه را برای هر آزمایش تنظیم کنید و زاویهٔ بروستر را ثبت کنید.
معادلهٔ حاکم
زاویهٔ بروستر — θ_B = arctan(n₂/n₁)
در زاویهٔ تابش خاص θ_B = atan(n₂/n₁)، نور بازتابیده کاملاً قطبیده میشود (صرفاً قطبش s، با پرتوهای بازتابیده و شکسته دقیقاً 90° نسبت به هم). این پایهٔ فیزیکی عینکآفتابی ضدخیرگی قطبیده و فیلترهای دوربین است.
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- برای یک آزمایش، θ_B = atan(n₂/n₁) را با n₁ = 1.0 حساب کنید. با جدول مقایسه کنید.
- توضیح دهید چرا سطح ضریببالاتر (n₂ بزرگتر) برای رسیدن به بازتاب کامل قطبیشده، زاویهٔ بروستر «بزرگتری» — تابش تندتر — میخواهد.
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- در زاویهٔ بروستر، بازتاب مزاحم (مثل دریاچه یا جادهٔ خیس) تقریباً کامل افقی قطبی است. دقیقاً به همین دلیل عینکهای قطبی (که قطبش افقی را میبندند) در بریدن انعکاس اینقدر مؤثرند — دقیقاً همان نوری را میبندند که در زاویههای دید معمول قویترین بازتاب را دارد.
- در زاویهٔ بروستر، پرتوی بازتابی «صفر» نور قطبش p (در صفحهٔ تابش) دارد — فقط نور قطبش s بازمیتابد. توضیح دهید چرا این یعنی دوربینی با صافی قطبشنده، چرخانده تا نور s را ببندد، میتواند بازتابهای شیشه یا آب را در همین زاویهٔ خاص تقریباً حذف کند.
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.3 Wave phenomena
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- به بروستر خوش آمدید
- انتخاب سطح مشترک
- Play را بفشارید
- بازتاب قطبیده
- پنل ویژگیها را باز کنید
- انجامش دادید!
شبیهسازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازهگیریهای زنده و آموزش هدایتشده کاوش کنید.