Optik

Brewstervinkel

Vid Brewstervinkeln (θ_B = arctan(n₂/n₁)) är det bara den p-polariserade reflekterade komponenten som är noll; den reflekterade strålen är därför s-polariserad.

Brewstervinkel — interaktiv Optik-simulering. Vid Brewstervinkeln (θ_B = arctan(n₂/n₁)) är det bara den p-polariserade reflekterade komponenten som är noll; den reflekterade strålen är därför s-polariserad. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.

Brewsters vinkel

Vid θ_B försvinner den reflekterade p-polarisationen och kvar blir s-polarisation.

Vid Brewstervinkeln (θ_B = arctan(n₂/n₁)) är det endast den p-polariserade reflekterade komponenten som är noll; den reflekterade strålen är därför s-polariserad.

• θ_B = arctan(n₂/n₁)
• Polariserad reflektion

Undersökningsblad

Planera frågan innan du öppnar labbet

Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.

Drivande fråga

Vid en särskild infallsvinkel (Brewstervinkeln) blir ljus som reflekteras mot en yta perfekt polariserat — den reflekterade strålen innehåller bara en polarisationsriktning. Har en yta med högre index en större eller mindre Brewstervinkel?

Förutsägelser att väga

• Ett högre index ger en mindre Brewstervinkel.
• Större — ett högre brytningsindex kräver en brantare infallsvinkel för att uppfylla Brewstervillkoret.
• Brewstervinkeln beror inte på ytans index.

Variablernas roller

Det du ställer in:

• Glasindex n₂

Det du mäter:

• Brewstervinkel θ_B (°)

Så går undersökningen till

1. Öppna förinställningen Brewstervinkel och tryck på Återställ. Ljuset färdas från luft (n₁ = 1.0) mot glas.
2. Aktivera avläsningen av Brewstervinkeln.
3. Ställ in glasets brytningsindex för varje försök och notera Brewstervinkeln.

Styrande ekvation

Brewsters vinkel — θ_B = arctan(n₂/n₁)

Vid den specifika infallsvinkeln θ_B = atan(n₂/n₁) blir reflekterat ljus perfekt polariserat (rent s-polariserat, med den reflekterade och den brutna strålen exakt 90° mot varandra). Detta är den fysikaliska grunden för polariserade bländningsdämpande solglasögon och kamerfilter.

Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut

• Beräkna för ett försök θ_B = atan(n₂/n₁) med n₁ = 1.0. Jämför med tabellen.
• Förklara varför en yta med högre index (större n₂) kräver en STÖRRE Brewstervinkel — brantare infall — för att uppnå perfekt polariserad reflektion.

Var det här syns utanför labbet

• Vid Brewstervinkeln är reflekterad bländning (som från en sjö eller en våt väg) nästan helt horisontellt polariserad. Det är just därför polariserade solglasögon (som blockerar horisontell polarisation) är så effektiva på att skära bort bländning — de är inställda på att blockera precis det ljus som reflekteras starkast vid typiska betraktelsevinklar.
• Vid Brewstervinkeln innehåller den reflekterade strålen NOLL p-polariserat ljus (polariserat i infallsplanet) — bara s-polariserat ljus reflekteras. Förklara varför detta betyder att en kamera med ett polarisationsfilter, roterat för att blockera s-polariserat ljus, nästan kan eliminera reflektioner från glas eller vatten vid just denna vinkel.

• 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. Välkommen till Brewster
2. Välj gränsytan
3. Tryck på Spela
4. Polariserad reflektion
5. Öppna panelen Egenskaper
6. Du klarade det!

Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.

Öppna interaktivt labb →

Ladda ner labblad →

Polarisation & Malus lag