Unghiul lui Brewster: lumina reflectată perfect polarizată
1 · Prezice
La un unghi special de incidență (unghiul lui Brewster), lumina reflectată de pe o suprafață devine perfect polarizată — fasciculul reflectat conține o singură direcție de polarizare. Are o suprafață cu indice mai mare un unghi Brewster mai mare sau mai mic?
- Un indice mai mare dă un unghi Brewster mai mic.
- Mai mare — un indice de refracție mai mare cere un unghi de incidență mai abrupt pentru a satisface condiția Brewster.
- Unghiul lui Brewster nu depinde de indicele suprafeței.
2 · Montaj
- Deschide presetarea brewster și apasă Resetează. Lumina călătorește din aer (n₁ = 1.0) spre sticlă.
- Activează citirea unghiului Brewster.
- Setează indicele de refracție al sticlei pentru fiecare încercare și înregistrează unghiul Brewster.
3 · Colectează date
| Indicele sticlei n₂ | Unghiul Brewster θ_B (°) |
|---|---|
| 1.33 | |
| 1.50 | |
| 1.70 |
Plotează θ_B (axa y) în funcție de n₂ (axa x) pentru cele trei încercări.
4 · Analizează
- Pentru o încercare, calculează θ_B = atan(n₂/n₁) folosind n₁ = 1.0. Compară cu tabelul.
- Explică de ce o suprafață cu indice mai mare (n₂ mai mare) cere un unghi Brewster MAI MARE — incidență mai abruptă — pentru a atinge reflexie perfect polarizată.
5 · Extinde
- La unghiul lui Brewster, reflexia strălucitoare (ca de pe un lac sau drum umed) este aproape integral polarizată orizontal. Exact de asta ochelarii de soare polarizați (blocând polarizarea orizontală) sunt atât de eficienți la tăierea strălucirii — sunt reglați să blocheze precis lumina cea mai puternic reflectată la unghiurile tipice de privire.
- La unghiul lui Brewster, fasciculul reflectat conține ZERO lumină p-polarizată (polarizată în planul incidenței) — doar lumina s-polarizată se reflectă. Explică de ce asta înseamnă că o cameră cu filtru polarizant, rotit să blocheze lumina s-polarizată, poate elimina aproape complet reflexiile de pe sticlă sau apă la acest unghi specific.
Fizica din spatele acestui experiment
Unghiul lui Brewster
La unghiul specific de incidență θ_B = atan(n₂/n₁), lumina reflectată devine perfect polarizată (pur s-polarizată, cu razele reflectate și refractate la exact 90° una față de cealaltă). Aceasta este baza fizică a ochelarilor și filtrelor de cameră antistrălucire polarizate.
Optică
- Lentilă convergentă: imagini reale dincolo de 2f
- Punctul focal: unde imaginile evadează la infinit
- O lentilă ca lupă
- O lentilă divergentă: mereu virtuală, mereu micșorată
- O oglindă concavă: imagini reale ca la o lentilă convergentă
- O oglindă convexă: întotdeauna o imagine virtuală micșorată
- Oglinda plană: un caz special, invariant
- Adâncimea aparentă: de ce o piscină pare mai mică decât este
- Reflexia totală: unghiul limită
- Un releu cu două lentile: înlănțuirea imaginilor
- Microscopul compus: două lentile pentru mărire mare
- Un măritor fotografic: două lentile pentru o imagine reală, mai mare