Optikk

Brewsters vinkel

Ved Brewsters vinkel (θ_B = arctan(n₂/n₁)) er det bare den p-polariserte reflekterte komponenten som er null; den reflekterte strålen er derfor s-polarisert.

Brewsters vinkel — interaktiv Optikk-simulering. Ved Brewsters vinkel (θ_B = arctan(n₂/n₁)) er det bare den p-polariserte reflekterte komponenten som er null; den reflekterte strålen er derfor s-polarisert. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.

Brewsters vinkel

Ved θ_B forsvinner den reflekterte p-polarisasjonen, og s-polarisasjonen blir igjen.

Ved Brewsters vinkel (θ_B = arctan(n₂/n₁)) er det bare den p-polariserte reflekterte komponenten som er null; den reflekterte strålen er derfor s-polarisert.

• θ_B = arctan(n₂/n₁)
• Polarisert refleksjon

Undersøkelsesgrunnlag

Planlegg spørsmålet før du åpner labben

Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.

Problemstilling

Ved én spesiell innfallsvinkel (Brewsters vinkel) blir lys som reflekteres fra en flate perfekt polarisert — den reflekterte strålen inneholder bare én polarisasjonsretning. Har en flate med høyere indeks en større eller mindre Brewster-vinkel?

Prediksjoner å veie

• En høyere indeks gir en mindre Brewster-vinkel.
• Større — en høyere brytningsindeks krever en brattere innfallsvinkel for å tilfredsstille Brewster-betingelsen.
• Brewsters vinkel avhenger ikke av flatens indeks.

Variabelroller

Hva du setter:

• Glassindeks n₂

Hva du måler:

• Brewster-vinkel θ_B (°)

Hvordan undersøkelsen foregår

1. Åpne Brewster-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Lyset reiser fra luft (n₁ = 1,0) mot glass.
2. Aktiver Brewster-vinkel-avlesningen.
3. Sett glassets brytningsindeks for hvert forsøk og registrer Brewster-vinkelen.

Styrende likning

Brewsters vinkel — θ_B = arctan(n₂/n₁)

Ved den spesifikke innfallsvinkelen θ_B = atan(n₂/n₁) blir reflektert lys perfekt polarisert (rent s-polarisert, med den reflekterte og den brytede strålen i nøyaktig 90° til hverandre). Dette er den fysiske grunnlaget for polariserte anti-gjenskinn-solbriller og kamerafiltre.

Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut

• For ett forsøk, beregn θ_B = atan(n₂/n₁) med n₁ = 1,0. Sammenlign med tabellen.
• Forklar hvorfor en flate med høyere indeks (n₂ større) krever en STØRRE Brewster-vinkel — brattere innfall — for å oppnå perfekt polarisert refleksjon.

Hvor dette dukker opp utenfor labben

• Ved Brewsters vinkel er reflektert gjenskinn (som fra en innsjø eller våt vei) nesten helt horisontalt polarisert. Dette er nøyaktig hvorfor polariserte solbriller (som blokkerer horisontal polarisasjon) er så effektive til å kutte gjenskinn — de er stemt til å blokkere nøyaktig lyset som er sterkest reflektert ved typiske synsvinkler.
• Ved Brewsters vinkel inneholder den reflekterte strålen NULL p-polarisert lys (polarisert i innfallsplanet) — bare s-polarisert lys reflekteres. Forklar hvorfor dette betyr at et kamera med et polarisasjonsfilter, rotert for å blokkere s-polarisert lys, nesten kan eliminere refleksjoner fra glass eller vann ved denne spesifikke vinkelen.

• 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

1. Velkommen til Brewster
2. Velg grenseflaten
3. Trykk Spill av
4. Polarisert refleksjon
5. Åpne Egenskaper-panelet
6. Du klarte det!

Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.

Åpne interaktiv lab →

Last ned arbeidsark →

Polarisasjon og Malus' lov