Brewsterov kut: reflektirana svjetlost savršeno polarizirana
1 · Predviđanje
Pri jednom posebnom kutu upadanja (Brewsterov kut), svjetlost koja se odbija od površine postaje savršeno polarizirana — reflektirani snop sadrži samo jedan smjer polarizacije. Ima površina višeg indeksa veći ili manji Brewsterov kut?
- Viši indeks daje manji Brewsterov kut.
- Veći — viši indeks loma zahtijeva strmiji kut upadanja za zadovoljavanje Brewsterovog uvjeta.
- Brewsterov kut ne ovisi o indeksu površine.
2 · Postava
- Otvori postav brewster i pritisni Resetiraj. Svjetlost putuje iz zraka (n₁ = 1.0) prema staklu.
- Omogući očitanje Brewsterovog kuta.
- Postavi indeks loma stakla za svaki pokušaj i zabilježi Brewsterov kut.
3 · Prikupljanje podataka
| Indeks stakla n₂ | Brewsterov kut θ_B (°) |
|---|---|
| 1.33 | |
| 1.50 | |
| 1.70 |
Nacrtaj θ_B (y-os) naspram n₂ (x-os) za svoja tri pokušaja.
4 · Analiza
- Za jedan pokušaj izračunaj θ_B = atan(n₂/n₁) koristeći n₁ = 1.0. Usporedi s tablicom.
- Objasni zašto površina višeg indeksa (n₂ veći) zahtijeva VEĆI Brewsterov kut — strmiji upad — za postizanje savršeno polarizirane refleksije.
5 · Proširenje
- Pri Brewsterovom kutu, reflektirani odsjaj (poput onog s jezera ili mokre ceste) gotovo je u cijelosti horizontalno polariziran. To je točno zašto su polarizirane sunčane naočale (blokiraju horizontalnu polarizaciju) tako učinkovite u rezanju odsjaja — štimane da blokiraju upravo svjetlost koja se najjače reflektira pri tipičnim kutovima gledanja.
- Pri Brewsterovom kutu, reflektirani snop sadrži NULA p-polarizirane svjetlosti (polarizirane u ravnini upadanja) — reflektira se samo s-polarizirana svjetlost. Objasni zašto to znači da kamera s polarizacijskim filtrom, rotiranim da blokira s-polariziranu svjetlost, može gotovo eliminirati refleksije sa stakla ili vode pri tom specifičnom kutu.
Fizika iza ovog pokusa
Brewsterov kut
Pri specifičnom kutu upadanja θ_B = atan(n₂/n₁), reflektirana svjetlost postaje savršeno polarizirana (čisto s-polarizirana, s reflektiranom i prelomljenom zrakom točno pod 90° jedna prema drugoj). Ovo je fizikalna osnova polariziranih naočala protiv odsjaja i filtara kamera.
Optika
- Sabirna leća: stvarne slike izvan 2f
- Žarište: kamo slike bježe u beskonačnost
- Leća kao povećalo
- Rasipna leća: uvijek nestvarna, uvijek umanjena
- Udubljeno zrcalo: stvarne slike poput sabirne leće
- Ispupčeno zrcalo: uvijek umanjena nestvarna slika
- Ravno zrcalo: poseban, nepromjenjiv slučaj
- Prividna dubina: zašto bazen izgleda pliće nego što jest
- Totalna refleksija: granični kut
- Prijenos s dvije leće: ulančavanje slika
- Složeni mikroskop: dvije leće za veliko povećanje
- Fotografski povećavač: dvije leće za stvarnu, veću sliku