Sudut Brewster, dinamai fisikawan Skotlandia David Brewster, adalah sudut penting dalam studi pembiasan cahaya. Ketika cahaya mengenai permukaan seperti badan air, sebagian cahaya dipantulkan dari permukaan sementara beberapa menembus ke dalamnya. Cahaya yang menembus tidak harus terus dalam garis lurus, namun; sebuah fenomena yang dikenal sebagai pembiasan mengubah sudut di mana cahaya merambat. Anda dapat melihatnya sendiri dengan melihat sedotan dalam segelas air; bagian sedotan yang terlihat di atas air tampaknya tidak sepenuhnya terhubung dengan apa yang Anda lihat di dalam air. Itu karena sudut cahaya berubah karena pembiasan, mengubah cara mata Anda menafsirkan apa yang mereka lihat.
Pada sudut tertentu, pembiasan cahaya diminimalkan; ini adalah sudut Brewster. Sementara beberapa pembiasan masih terjadi, itu kurang dari apa yang akan Anda lihat di sudut lain. Sudut yang tepat sebagian tergantung pada zat yang dimasuki cahaya, karena zat yang berbeda menyebabkan jumlah pembiasan yang berbeda saat cahaya melewatinya. Untungnya, dimungkinkan untuk menghitung sudut Brewster di hampir semua zat hanya dengan menerapkan sedikit trigonometri.
Sudut Polarisasi
Sudut Brewster menunjukkan tingkat polarisasi optimal yang dapat terjadi dalam bahan pembiasan. Artinya, cahaya yang memasuki material pada sudut tertentu ini tidak menyebar ke berbagai arah (itulah yang menyebabkan pembiasan.) Sebaliknya, cahaya terus bergerak sepanjang satu jalur dengan minimal penyebaran. Anda dapat melihat efek ini saat mengenakan kacamata hitam terpolarisasi; lensa memiliki lapisan yang dirancang untuk mengurangi hamburan dan menciptakan efek terpolarisasi, memungkinkan Anda melihat melalui silau di permukaan air dan tempat-tempat lain di mana hamburan cahaya membuat sulit untuk Lihat.
Karena sudut Brewster adalah sudut optimal untuk polarisasi dalam material tertentu, Anda terkadang juga melihatnya sebagai "sudut polarisasi" material. Namun, kedua istilah tersebut pada dasarnya memiliki arti yang sama, jadi jangan khawatir jika Anda melihat satu sumber merujuk ke salah satu istilah dan sumber lain menggunakan yang lain.
Formula Brewsterster
Untuk menghitung sudut Brewster, Anda perlu menggunakan rumus trigonometri yang dikenal sebagai rumus Brewster. Rumus itu sendiri diturunkan menggunakan aturan matematika yang dikenal sebagai Hukum Snell, tetapi Anda tidak harus tahu cara membuat rumus sendiri untuk menggunakannya. MenggunakanθB untuk mewakili sudut Brewster, persamaan untuk rumus Brewster adalah:
\theta_B=\arctan{\frac{n_2}{n_1}}
Berikut adalah rincian dari apa artinya ini.
Dalam rumus kami,θB mewakili sudut yang kita coba hitung (sudut Brewster). "Arctan" yang Anda lihat adalah arctangent, yang merupakan fungsi kebalikan dari tangen; dalam kasus di manakamu= coklat(x), busurnya adalahx= arctan(kamu). Dari sana kita memilikitidak1 dantidak2. Keduanya menunjukkan indeks bias bahan yang dilalui cahaya, dengantidak1 menjadi bahan awal (seperti udara) dantidak2 menjadi bahan kedua yang mencoba untuk memantulkan atau menyebarkan cahaya (seperti air.) Anda harus mencari indeks bias untuk melakukan perhitungan (lihat Sumberdaya).
Setelah Anda mencari indeks untuk materi Anda, Anda hanya perlu memasukkan angka-angkanya dan menghitung arctangent Anda. Jangan lupa itutidak2 pergi di atas fraksi Anda! Menggunakan udara dan air sebagai contoh, Anda dapat melihat bahwa udara memiliki indeks bias sekitar 1,00 dan air (kira-kira pada suhu kamar) memiliki indeks bias 1,33, dengan keduanya dibulatkan menjadi dua desimal poin. Menempatkan mereka dalam rumus, Anda mendapatkan:
\theta_B=\arctan{\frac{1.33}{1.00}}=0.9261\text{ radian}
Anda dapat menghitung ini pada kalkulator ilmiah menggunakan tan-1 berfungsi jika Anda tidak memiliki tombol arctan khusus; melakukan hal itu memberi kitaθB = 0,9261 radian (dibulatkan menjadi empat tempat) atau sudut 53,06 derajat.