Brewster szöge, amelyet David Brewster skót fizikusról neveztek el, fontos szög a fénytörés vizsgálatában. Amikor a fény egy olyan felületre ütközik, mint egy víztest, a fény egy része visszaverődik a felszínről, míg egy része behatol abba. A behatoló fény azonban nem feltétlenül egyenes vonalban folytatódik; a fénytörésként ismert jelenség megváltoztatja a fény szögét. Ezt maga láthatja, ha egy szalmát néz egy pohár vízben; a víz fölött látható szalma része nem úgy néz ki, mintha teljesen összekapcsolódna azzal, amit a vízben lát. Ez azért van, mert a fényszög a fénytörés következtében megváltozott, megváltoztatva a szemed értelmezését, amit látnak.
Egy bizonyos szögben a fény fénytörése minimálisra csökken; ez a Brewster-szög. Bár némi fénytörés még mindig előfordul, ez kisebb, mint amit bármely más szögben látna. A pontos szög részben attól függ, hogy milyen anyagba kerül a fény, mivel a különböző anyagok különböző mértékű fénytörést okoznak, amikor a fény áthalad rajtuk. Szerencsére Brewster szöge szinte bármilyen anyagra kiszámítható, egyszerűen egy kis trigonometria alkalmazásával.
A polarizációs szög
Brewster szöge jelzi az optimális polarizációs szintet, amely a törő anyagon belül előfordulhat. Ez azt jelenti, hogy az anyagba e meghatározott szögben belépő fény nem szór több irányba (ami a fénytörést okozza.) Ehelyett a fény egyetlen úton halad tovább, minimális sebességgel szétszóródás. Láthatja ezt a hatást polarizált napszemüveg viselése esetén; a lencsék bevonatát úgy tervezték, hogy csökkentse a szóródást és polarizált hatást teremtsen, lehetővé téve Önnek átlátni a tükröződést a víz felszínén és más helyeken, ahol a fényszórás megnehezíti lát.
Mivel Brewster szöge az optimális szög a polarizációhoz egy adott anyagban, néha az anyag "polarizációs szögének" is nevezzük. Mindkét kifejezés lényegében ugyanazt jelenti, tehát ne aggódjon, ha azt látja, hogy az egyik forrás az egyik kifejezésre utal, a másik pedig a másikat használja.
Brewster Formula
Brewster szögének kiszámításához trigonometrikus képletet kell használnia, amelyet Brewster képletének nevezünk. Maga a képlet egy Snell-törvény néven ismert matematikai szabály felhasználásával származik, de nem kell tudnia, hogyan kell saját maga elkészíteni a képletet annak használatához. HasználataθB Brewster szögének ábrázolására a Brewster képletének egyenlete a következő:
\ theta_B = \ arctan {\ frac {n_2} {n_1}}
Itt van egy részlet, hogy mit jelent ez.
KépletünkbenθB azt a szöget jelenti, amelyet megpróbálunk kiszámítani (Brewster szöge). A látott "arktán" az arctangens, amely az érintő inverz függvénye; abban az esetben, hay= cser (x), az arctangens az lennex= arctan (y). Onnan vann1 ésn2. Mindkettő jelzi azoknak az anyagoknak a törésmutatóját, amelyeken keresztül a fény haladn1 a kiindulási anyag (például a levegő) ésn2 ez a második anyag, amely megpróbálja visszaverni vagy szétszórni a fényt (például vizet). A számítás elvégzéséhez törésmutatókat kell keresnie (lásd: Erőforrások).
Miután megnézte anyagainak mutatóit, egyszerűen be kell dugnia a számokat, és ki kell számolnia az arktangensét. Ezt ne felejtsd eln2 a töredéked tetejére megy! A levegőt és a vizet használva példaként láthatja, hogy a levegő törésmutatója 1,00 körül van, és a víz (körülbelül szobahőmérsékleten) törésmutatója 1,33, mindkettőt két tizedesre kerekítve pontokat. A képletbe helyezve a következőket kapja:
\ theta_B = \ arctan {\ frac {1.33} {1.00}} = 0,9261 \ text {radians}
Ezt kiszámíthatja egy tudományos számológépen a barnulás használatával-1 funkció, ha nincs dedikált arctan gombja; ez megadja nekünkθB = 0,9261 radián (négy helyre kerekítve) vagy 53,06 fokos szög.