Optika

Brewsterov uhol

Pri Brewsterovom uhle (θ_B = arctan(n₂/n₁)) iba p-polarizovaná odzrkadlená zložka je nulová; odzrkadlený lúč je preto s-polarizovaný.

Brewsterov uhol — interaktívna simulácia Optika. Pri Brewsterovom uhle (θ_B = arctan(n₂/n₁)) iba p-polarizovaná odzrkadlená zložka je nulová; odzrkadlený lúč je preto s-polarizovaný. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.

Brewsterov uhol

Pri θ_B odzrkadlená p-polarizácia mizne a zostáva s-polarizácia.

Pri Brewsterovom uhle (θ_B = arctan(n₂/n₁)) je nulová iba p-polarizovaná odzrkadlená zložka; odzrkadlený lúč je preto s-polarizovaný.

• θ_B = arctan(n₂/n₁)
• Polarizovaný odraz

Prehľad skúmania

Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória

Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.

Hlavná otázka

Pri jednom špeciálnom uhle dopadu (Brewsterov uhol) sa svetlo odrazajúce od povrchu stáva dokonale polarizovaným — odrazený lúč obsahuje len jeden smer polarizácie. Má povrch s vyšším indexom väčší alebo menší Brewsterov uhol?

Predikcie na zváženie

• Vyšší index dáva menší Brewsterov uhol.
• Väčší — vyšší index lomu vyžaduje strmší uhol dopadu na splnenie Brewsterovej podmienky.
• Brewsterov uhol nezávisí na indexe povrchu.

Úlohy premenných

Čo nastavuješ:

• Index skla n₂

Čo meriaš:

• Brewsterov uhol θ_B (°)

Ako skúmanie prebieha

1. Otvor predvolbu Brewster a stlač Resetovať. Svetlo cestuje zo vzduchu (n₁ = 1.0) do skla.
2. Zapni odčítanie Brewsterovho uhla.
3. Nastav index lomu skla pre každý pokus a zaznamenaj Brewsterov uhol.

Riadiaca rovnica

Brewsterov uhol — θ_B = arctan(n₂/n₁)

Pri špecifickom uhle dopadu θ_B = atan(n₂/n₁) sa odrazené svetlo stáva dokonale polarizovaným (čisto s-polarizované, s odrazeným a lomeným lúčom presne na 90° voči sebe). To je fyzikálny základ polarizačných protiodleskových slnečných okuliarov a filtrov fotoaparátov.

Čo má študentov naučiť tlačiteľný list

• Pre jeden pokus vypočítaj θ_B = atan(n₂/n₁) s n₁ = 1.0. Porovnaj s tabuľkou.
• Vysvetli, prečo povrch s vyšším indexom (väčšie n₂) vyžaduje VÄČŠÍ Brewsterov uhol — strmší dopad — na dosiahnutie dokonale polarizovaného odrazu.

Kde sa to objavuje mimo laboratória

• Pri Brewsterovom uhle je odrazený odlesk (ako z jazera alebo mokrej cesty) takmer celý vodorovne polarizovaný. Presne preto sú polarizačné slnečné okuliare (blokujúce vodorovnú polarizáciu) také efektívne v rezaní odleskov — sú naladené na blokovanie presne toho svetla, ktoré sa najsilnejšie odrazuje pri typických uhloch pozerania.
• Pri Brewsterovom uhle obsahuje odrazený lúč NULOVÉ p-polarizované svetlo (polarizované v rovine dopadu) — odrazí sa len s-polarizované svetlo. Vysvetli, prečo to znamená, že fotoaparát s polarizačným filtrom, otočeným na blokovanie s-polarizovaného svetla, môže takmer eliminovať odrazy zo skla alebo vody pri tomto špecifickom uhle.

• 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. Vitaj pri Brewsterovi
2. Vyber rozhranie
3. Stlač Prehrať
4. Polarizovaný odraz
5. Otvor panel Vlastnosti
6. Zvládol si to!

Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.

Otvoriť interaktívne laboratórium →

Stiahnuť pracovný list →

Polarizácia a Malusov zákon