Оптика

Кут Брюстера

При куті Брюстера (θ_B = arctan(n₂/n₁)) нульовою є лише p-поляризована відбита складова; відбитий промінь тому s-поляризований.

Кут Брюстера — інтерактивне моделювання: Оптика. При куті Брюстера (θ_B = arctan(n₂/n₁)) нульовою є лише p-поляризована відбита складова; відбитий промінь тому s-поляризований. Безкоштовна браузерна віртуальна фізична лабораторія з живими вимірюваннями в СІ та керованим заняттям.

Кут Брюстера

При θ_B відбита p-поляризація зникає, лишається s-поляризація.

При куті Брюстера (θ_B = arctan(n₂/n₁)) нульовою є лише p-поляризована відбита складова; відбитий промінь тому s-поляризований.

• θ_B = arctan(n₂/n₁)
• Поляризоване відбиття

Короткий опис дослідження

Сплануйте запитання, перш ніж відкрити лабораторію

Короткий відповідає передрендереній сторінці: рушійне запитання, конкуруючі прогнози, ролі змінних, керівні закони, установка, аналіз і підсилення лишаються видимими та в цьому порядку.

Рушійне запитання

На одному особливому куті падіння (кут Брюстера) світло, відбите від поверхні, стає досконало поляризованим — відбитий промінь містить лише один напрям поляризації. Чи має поверхня з вищим показником більший чи менший кут Брюстера?

Прогнози для зважування

• Вищий показник дає менший кут Брюстера.
• Більший — вищий показник заломлення вимагає крутішого кута падіння, щоб задовольнити умову Брюстера.
• Кут Брюстера не залежить від показника поверхні.

Ролі змінних

Що ви задаєте:

• Показник скла n₂

Що ви вимірюєте:

• Кут Брюстера θ_B (°)

Як проходить дослідження

1. Відкрийте пресет brewster та натисніть «Скинути». Світло йде з повітря (n₁ = 1.0) до скла.
2. Увімкніть показ кута Брюстера.
3. Задайте показник заломлення скла для кожного заміру та запишіть кут Брюстера.

Керівне рівняння

Кут Брюстера — θ_B = arctan(n₂/n₁)

На конкретному куті падіння θ_B = atan(n₂/n₁) відбите світло стає досконало поляризованим (чисто s-поляризованим, з відбитим та заломленим променями точно під 90° одне до одного). Це фізична основа поляризованих протибликових окулярів та камерних фільтрів.

Що друкований робочий аркуш пропонує учням обчислити

• Для одного заміру обчисліть θ_B = atan(n₂/n₁) з n₁ = 1.0. Порівняйте з таблицею.
• Поясніть, чому поверхня з вищим показником (більший n₂) вимагає БІЛЬШОГО кута Брюстера — крутішого падіння — щоб досягти досконало поляризованого відбиття.

Де це трапляється за межами лабораторії

• При куті Брюстера відблиск (як від озера чи мокрої дороги) майже повністю горизонтально поляризований. Саме тому поляризовані сонцезахисні окуляри (блокуючі горизонтальну поляризацію) так ефективні проти відблисків — вони налаштовані блокувати точно те світло, що найсильніше відбивається під типовими кутами огляду.
• При куті Брюстера відбитий промінь містить НУЛЬ p-поляризованого світла (поляризованого в площині падіння) — відбивається лише s-поляризоване світло. Поясніть, чому це означає, що камера з поляризаційним фільтром, повернутим блокувати s-поляризоване світло, може майже усунути відбиття від скла чи води саме на цьому куті.

• 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. Вітаємо в куті Брюстера
2. Виберіть межу поділу
3. Натисніть «Запустити»
4. Поляризоване відбиття
5. Відкрийте панель властивостей
6. У вас вийшло!

Відкрийте інтерактивне моделювання, щоб зібрати сцену, натиснути «Запустити» та дослідити з живими вимірюваннями й керованим заняттям.

Відкрити інтерактивну лабораторію →

Завантажити лабораторний аркуш →

Поляризація та закон Малюса