Brewsterov uhol: odrazené svetlo dokonale polarizované

1 · Predikuj

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?

2 · Priprav

  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.

3 · Zbieraj údaje

Index skla n₂Brewsterov uhol θ_B (°)
1.33
1.50
1.70

Zaznamenaj θ_B (os y) verzus n₂ (os x) pre svoje tri pokusy.

4 · Analyzuj

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

5 · Rozšír

  1. 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.
  2. 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.

Fyzika za týmto experimentom

Brewsterov uhol

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.

← Späť na experiment

Optika

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky