光学
布儒斯特角
ブリュースター角 (θ_B = arctan(n₂/n₁)) では、反射した p 偏光成分だけがゼロであり、反射光はしたがって s 偏光です。
布儒斯特角 — インタラクティブな光学シミュレーション。ブリュースター角 (θ_B = arctan(n₂/n₁)) では、反射した p 偏光成分だけがゼロであり、反射光はしたがって s 偏光です。 ブラウザで使える無料の仮想物理実験室。SI 単位のライブ測定とガイド付きチュートリアルを備えています。
ブリュスター角
θ_B では反射 p 偏光が消え、s 偏光だけが残ります。
ブリュースター角 (θ_B = arctan(n₂/n₁)) では、反射した p 偏光成分だけがゼロであり、反射光はしたがって s 偏光です。
- θ_B = arctan(n₂/n₁)
- 偏光反射
捜査概要
ラボを開く前に質問を計画する
このブリーフは事前レンダリングされたページを反映しています。探究の問い、競合する予測、変数の役割、支配する法則、設定、分析と発展の問いを、この順序で表示します。
運転に関する質問
ある特別な入射角（ブリュースター角）では、表面で反射する光は完全に偏光し、反射光には一つの偏光方向だけが含まれる。屈折率が大きい表面ほど、ブリュースター角は大きいか小さいか？
検討する予測
- 屈折率が大きいほどブリュースター角は小さくなる。
- 大きい — より大きな屈折率では、ブリュースター条件を満たすためにより急な入射角が必要である。
- ブリュースター角は表面の屈折率に依存しない。
可変的な役割
設定するもの：
- ガラスの屈折率 n₂
測定するもの：
- ブリュースター角 θ_B (°)
実験の進め方
- 「ブリュースター角（brewster）」プリセットを開き、リセットを押しなさい。光は空気（n₁ = 1.0）からガラスに向かって進む。
- ブリュースター角の表示を有効にする。
- 各試行のガラスの屈折率を設定し、ブリュースター角を記録する。
支配方程式
ブリュースター角 — θ_B = arctan(n₂/n₁)
特定の入射角θ_B = atan(n₂/n₁)において、反射光は完全に偏光する（純粋なs偏光となり、反射光線と屈折光線はちょうど90°をなす）。これが偏光レンズのサングラスやカメラフィルターの物理的な原理である。
印刷用ワークシートで生徒が求めるもの
- 1回の試行について、n₁ = 1.0としてθ_B = atan(n₂/n₁)を計算しなさい。表と比較しなさい。
- 屈折率がより大きい表面（n₂ が大きい）では、完全に偏光した反射を得るために、より大きなブリュースター角、すなわちより急な入射が必要な理由を説明する。
実験以外での活用
- ブリュースター角では、湖や濡れた道路などからの反射によるまぶしさはほぼ完全に水平方向へ偏光している。水平偏光を遮る偏光サングラスがまぶしさの低減に非常に効果的なのはこのためである。一般的な視角で最も強く反射する光を、まさに遮るように作られている。
- ブリュースター角では、反射光に p 偏光（入射面内で偏光する光）はゼロで、s 偏光だけが反射する。s 偏光を遮る向きに回転させた偏光フィルター付きカメラが、この特定の角度でガラスや水面からの反射をほぼ消せる理由を説明する。
- 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
- ブリュスター角へようこそ
- 界面を選択
- 再生
- 偏光反射
- インスペクターを開く
- 完了です！
インタラクティブなシミュレーションを開いてシーンを構築し、再生ボタンを押し、リアルタイム測定とガイド付きチュートリアルで探索しましょう。