Šoti füüsiku David Brewsteri järgi nimetatud Brewsteri nurk on valguse murdumise uurimisel oluline nurk. Kui valgus tabab sellist pinda nagu veekogu, peegeldub osa valgust pinnalt, osa aga tungib sellesse. Tungiv valgus ei pruugi siiski jätkuda sirgjooneliselt; murdumisena tuntud nähtus muudab valguse liikumise nurka. Seda saate veeklaasis kõrre vaadates ise veenduda; vee kohal nähtav põhu osa ei tundu olevat täielikult ühendatud vees nähtuga. Seda seetõttu, et valguse nurk muutus murdumise tõttu, muutes seda, kuidas teie silmad tõlgendavad seda, mida nad näevad.
Teatud nurga all on valguse murdumine minimeeritud; see on Brewsteri nurk. Kuigi mõningat murdumist esineb endiselt, on see väiksem kui see, mida näete mis tahes muu nurga all. Täpne nurk sõltub osaliselt ainest, kuhu valgus siseneb, kuna erinevad ained põhjustavad valguse läbimisel erinevat kogust murdumist. Õnneks on võimalik Brewsteri nurka arvutada peaaegu igas aines, kasutades lihtsalt natuke trigonomeetriat.
Polarisatsiooninurk
Brewsteri nurk näitab optimaalset polarisatsioonitaset, mis võib tekkida murduva materjali sees. See tähendab, et selle konkreetse nurga all materjali sisenev valgus ei haju mitmes suunas (mis põhjustabki murdumist.) Selle asemel liigub valgus edasi minimaalset rada mööda ühte rada hajumine. Seda efekti näete polariseeritud päikeseprillide kandmisel; läätsedel on kattekiht, mis on mõeldud hajumise vähendamiseks ja polariseeritud efekti loomiseks, võimaldades teil vaata läbi veepinna ja muude kohtade pimestamise, kus valguse hajumine muudab selle raskeks vaata.
Kuna Brewsteri nurk on antud materjalis optimaalne polarisatsiooni nurk, näete seda mõnikord ka materjali "polarisatsiooninurgana". Mõlemad terminid tähendavad siiski sisuliselt sama asja, nii et ärge muretsege, kui näete, et üks allikas viitab ühele terminile ja teine allikas kasutab teist.
Brewsteri valem
Brewsteri nurga arvutamiseks peate kasutama trigonomeetrilist valemit, mida nimetatakse Brewsteri valemiks. Valem ise on tuletatud matemaatilise reegli abil, mida nimetatakse Snelli seaduseks, kuid selle kasutamiseks ei pea te ise valemit koostama. KasutamineθB Brewsteri nurga tähistamiseks on Brewsteri valemi võrrand järgmine:
\ theta_B = \ arctan {\ frac {n_2} {n_1}}
Siin on jaotus selle kohta, mida see tähendab.
Meie valemisθB tähistab nurka, mida proovime arvutada (Brewsteri nurk). "Arctan", mida näete, on arktangent, mis on puutuja pöördfunktsioon; juhul, kuiy= tan (x), oleks arkangangentx= arktaan (y). Sealt on meiln1 jan2. Need mõlemad näitavad nende materjalide murdumisnäitajat, mille kaudu valgus liigubn1 mis on algmaterjal (näiteks õhk) jan2 see on teine materjal, mis püüab valgust (näiteks vett) peegeldada või hajutada. Arvestuse tegemiseks peate otsima murdumisnäitajad (vt Ressursid).
Kui olete oma materjalide indeksid üles otsinud, peate lihtsalt numbrid ühendama ja arvutama arktangentsi. Ära seda unustan2 läheb teie murdosa otsa! Kasutades näiteks õhku ja vett, näete, et õhu murdumisnäitaja on umbes 1,00 ja vesi (umbes toatemperatuuril) murdumisnäitaja on 1,33, mõlemad ümardatud kahe kümnendkohani punkte. Valemisse paigutades saate:
\ theta_B = \ arctan {\ frac {1.33} {1.00}} = 0,9261 \ text {radians}
Selle saate arvutada teadusliku kalkulaatori abil, kasutades tan-1 funktsioon, kui teil pole spetsiaalset arktaaninuppu; see annab meileθB = 0,9261 radiaani (ümardatud nelja kohani) või nurk 53,06 kraadi.