ทัศนศาสตร์
มุมบรูสเตอร์
ที่มุมบรูว์สเตอร์ (θ_B = arctan(n₂/n₁)) มีเพียงองค์ประกอบโพลาไรซ์แบบ p ของแสงสะท้อนเท่านั้นที่เป็นศูนย์ ดังนั้นลำแสงสะท้อนจึงเป็นโพลาไรซ์แบบ s
มุมบรูสเตอร์ — การจำลองทัศนศาสตร์แบบโต้ตอบ ที่มุมบรูว์สเตอร์ (θ_B = arctan(n₂/n₁)) มีเพียงองค์ประกอบโพลาไรซ์แบบ p ของแสงสะท้อนเท่านั้นที่เป็นศูนย์ ดังนั้นลำแสงสะท้อนจึงเป็นโพลาไรซ์แบบ s ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
มุมของบรูสเตอร์
ที่ θ_B โพลาไรเซชัน p ที่สะท้อนหายไป เหลือแต่ s
ที่มุมบรูว์สเตอร์ (θ_B = arctan(n₂/n₁)) มีเพียงองค์ประกอบสะท้อนแบบโพลาไรซ์ p เท่านั้นที่เป็นศูนย์ ลำแสงสะท้อนจึงเป็นโพลาไรซ์แบบ s
- θ_B = arctan(n₂/n₁)
- การสะท้อนแบบโพลาไรซ์
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
ที่มุมตกหนึ่งมุมพิเศษ (มุมบรูสเตอร์) แสงที่สะท้อนออกจากพื้นผิวจะโพลาไรซ์สมบูรณ์ — ลำสะท้อนมีทิศโพลาไรเซชันเพียงทิศเดียว พื้นผิวที่ดัชนีหักเหสูงกว่าจะมีมุมบรูสเตอร์ใหญ่กว่าหรือเล็กกว่า
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- ดัชนีที่สูงกว่าให้มุมบรูสเตอร์ที่เล็กกว่า
- ใหญ่กว่า — ดัชนีหักเหที่สูงกว่าต้องการมุมตกชันกว่าเพื่อให้เข้าเงื่อนไขบรูสเตอร์
- มุมบรูสเตอร์ไม่ขึ้นกับดัชนีหักเหของพื้นผิว
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- ดัชนีหักเหของกระจก n₂
สิ่งที่คุณวัด:
- มุมบรูสเตอร์ θ_B (°)
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดพรีเซ็ท brewster แล้วกดรีเซ็ต แสงเดินทางจากอากาศ (n₁ = 1.0) ไปยังกระจก
- เปิดค่าแสดงมุมบรูสเตอร์
- ตั้งดัชนีหักเหของกระจกในแต่ละรอบ แล้วบันทึกมุมบรูสเตอร์
สมการควบคุม
มุมของบรูสเตอร์ — θ_B = arctan(n₂/n₁)
ที่มุมตกกระทบเฉพาะ θ_B = atan(n₂/n₁) แสงสะท้อนจะโพลาไรซ์สมบูรณ์ (เป็น s-polarized ล้วน โดยลำสะท้อนกับลำหักเหตั้งฉากกันพอดี 90°) นี่คือฐานทางกายภาพของแว่นกันแดดกันแสงสะท้อนแบบโพลาไรซ์และไฟล์เตอร์กล้อง
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ θ_B = atan(n₂/n₁) โดยใช้ n₁ = 1.0 เทียบกับตาราง
- อธิบายว่าเหตุใดพื้นผิวที่มีดัชนีหักเหสูงกว่า (n₂ มากกว่า) จึงต้องการมุมบรูสเตอร์ที่ใหญ่กว่า — มุมตกใกล้เคียงแนวดิ่งกว่า — เพื่อให้เกิดการสะท้อนโพลาไรซ์สมบูรณ์
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- ที่มุมบรูสเตอร์ แสงสะท้อนจ้า (เช่นจากผืนน้ำหรือถนนเปียก) โพลาไรซ์ในแนวราบเกือบทั้งหมด นี่คือเหตุผลที่แว่นกันแดดโพลาไรซ์ (บังโพลาไรเซชันแนวราบ) ตัดแสงจ้าได้ดีนัก — มันปรับให้บังแสงที่สะท้อนมากที่สุดที่มุมมองปกติพอดี
- ที่มุมบรูสเตอร์ ลำสะท้อนมีแสงโพลาไรซ์แบบ p (โพลาไรซ์ในระนาบตกกระทบ) เป็นศูนย์ — มีเพียงแสงโพลาไรซ์แบบ s เท่านั้นที่สะท้อน อธิบายว่าเหตุใดจึงหมายความว่ากล้องที่มีไฟล์เตอร์โพลาไรซ์หมุนไปบังแสงโพลาไรซ์แบบ s สามารถกำจัดการสะท้อนจากกระจกหรือน้ำได้เกือบสมบูรณ์ที่มุมเฉพาะนี้
- 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
- ยินดีต้อนรับสู่บรูสเตอร์
- เลือกผิวสัมผัส
- กดเล่น
- การสะท้อนโพลาไรซ์
- เปิดแผงคุณสมบัติ
- ทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ