स्कॉटिश भौतिक विज्ञानी डेविड ब्रूस्टर के नाम पर ब्रूस्टर का कोण, प्रकाश अपवर्तन के अध्ययन में एक महत्वपूर्ण कोण है। जब प्रकाश किसी सतह से टकराता है जैसे पानी का पिंड, तो कुछ प्रकाश सतह से परावर्तित हो जाता है जबकि कुछ उसमें प्रवेश कर जाता है। हालांकि, प्रवेश करने वाला प्रकाश आवश्यक रूप से एक सीधी रेखा में जारी नहीं रहता है; अपवर्तन के रूप में जानी जाने वाली घटना उस कोण को बदल देती है जिस पर प्रकाश यात्रा करता है। एक गिलास पानी में एक तिनका देखकर आप इसे अपने लिए देख सकते हैं; पानी के ऊपर दिखाई देने वाले भूसे का हिस्सा ऐसा नहीं लगता है कि यह पानी में आप जो देखते हैं उससे पूरी तरह से जुड़ा हुआ है। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रकाश का कोण अपवर्तन के कारण बदल गया है, जिससे आपकी आंखों की व्याख्या करने का तरीका बदल गया है कि वे क्या देख रहे हैं।
एक निश्चित कोण पर, प्रकाश का अपवर्तन न्यूनतम होता है; यह ब्रूस्टर कोण है। जबकि कुछ अपवर्तन अभी भी होता है, यह किसी अन्य कोण पर आप जो देखेंगे उससे कम है। सटीक कोण उस पदार्थ पर निर्भर करता है जिसमें प्रकाश प्रवेश करता है, क्योंकि विभिन्न पदार्थ अलग-अलग मात्रा में अपवर्तन का कारण बनते हैं क्योंकि प्रकाश उनके माध्यम से गुजरता है। सौभाग्य से, बस थोड़ा सा त्रिकोणमिति लागू करके किसी भी पदार्थ में ब्रूस्टर के कोण की गणना करना संभव है।
ध्रुवीकरण कोण
ब्रूस्टर का कोण ध्रुवीकरण के इष्टतम स्तर को इंगित करता है जो अपवर्तक सामग्री के भीतर हो सकता है। इसका मतलब यह है कि इस विशिष्ट कोण पर सामग्री में प्रवेश करने वाला प्रकाश कई दिशाओं में बिखरता नहीं है (जो अपवर्तन का कारण बनता है।) इसके बजाय, प्रकाश एक ही पथ के साथ न्यूनतम. के साथ यात्रा करना जारी रखता है बिखरना ध्रुवीकृत धूप का चश्मा पहनने पर आप यह प्रभाव देख सकते हैं; लेंस में एक कोटिंग होती है जिसे बिखरने को कम करने और ध्रुवीकृत प्रभाव पैदा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे आप पानी की सतह और अन्य स्थानों पर चकाचौंध के माध्यम से देखें जहां प्रकाश का प्रकीर्णन कठिन होता है ले देख।
चूंकि ब्रूस्टर का कोण किसी दिए गए सामग्री में ध्रुवीकरण के लिए इष्टतम कोण है, आप कभी-कभी इसे सामग्री के "ध्रुवीकरण कोण" के रूप में भी संदर्भित करेंगे। हालांकि, दोनों शब्दों का अनिवार्य रूप से एक ही अर्थ है, इसलिए यदि आप देखते हैं कि एक स्रोत किसी एक शब्द का संदर्भ देता है और दूसरा स्रोत दूसरे का उपयोग करता है तो चिंता न करें।
ब्रूस्टर का सूत्र
ब्रूस्टर के कोण की गणना करने के लिए, आपको एक त्रिकोणमितीय सूत्र का उपयोग करना होगा जिसे ब्रूस्टर के सूत्र के रूप में जाना जाता है। सूत्र स्वयं स्नेल के नियम के रूप में ज्ञात गणितीय नियम का उपयोग करके प्राप्त किया गया है, लेकिन आपको यह जानने की आवश्यकता नहीं है कि इसका उपयोग करने के लिए स्वयं सूत्र कैसे बनाया जाए। का उपयोग करते हुएθख ब्रूस्टर के कोण का प्रतिनिधित्व करने के लिए, ब्रूस्टर के सूत्र के लिए समीकरण है:
\theta_B=\arctan{\frac{n_2}{n_1}}
इसका क्या अर्थ है इसका एक टूटना यहां दिया गया है।
हमारे सूत्र में,θख उस कोण का प्रतिनिधित्व करता है जिसे हम गणना करने का प्रयास कर रहे हैं (ब्रूस्टर का कोण)। आप जो "आर्कटन" देख रहे हैं, वह आर्कटैंगेंट है, जो स्पर्शरेखा का व्युत्क्रम कार्य है; ऐसे मामले में जहांआप= तन (एक्स), आर्कटिक होगाएक्स= आर्कटन (आप). वहां से हमारे पास हैनहीं1 तथानहीं2. ये दोनों उस सामग्री के अपवर्तनांक को इंगित करते हैं जिससे प्रकाश यात्रा कर रहा हैनहीं1 प्रारंभिक सामग्री (जैसे हवा) होने के नाते औरनहीं2 दूसरी सामग्री होने के नाते जो प्रकाश को परावर्तित या बिखेरने का प्रयास कर रही है (जैसे पानी।) गणना करने के लिए आपको अपवर्तक सूचकांकों को देखना होगा (संसाधन देखें)।
एक बार जब आप अपनी सामग्री के लिए सूचकांकों को देख लेते हैं, तो आपको बस संख्याओं को प्लग इन करना होगा और अपने आर्कटेंजेंट की गणना करनी होगी। यह मत भूलनानहीं2 आपके अंश के शीर्ष पर चला जाता है! एक उदाहरण के रूप में हवा और पानी का उपयोग करते हुए, आप देख सकते हैं कि हवा का अपवर्तनांक लगभग 1.00 है और पानी (लगभग कमरे के तापमान पर) में 1.33 का अपवर्तनांक होता है, दोनों को दो दशमलव तक गोल किया जाता है अंक। उन्हें सूत्र में रखने पर, आपको प्राप्त होता है:
\theta_B=\arctan{\frac{1.33}{1.00}}=0.9261\text{ रेडियन}
आप टैन का उपयोग करके वैज्ञानिक कैलकुलेटर पर इसकी गणना कर सकते हैं-1 फ़ंक्शन यदि आपके पास एक समर्पित आर्कटन बटन नहीं है; ऐसा करने से हमें मिलता हैθख = 0.9261 रेडियन (चार स्थानों तक गोल) या 53.06 डिग्री का कोण।