スコットランドの物理学者デビッドブリュースターにちなんで名付けられたブリュースター角は、光の屈折の研究において重要な角度です。 光が水域などの表面に当たると、光の一部は表面で反射し、一部は表面に浸透します。 ただし、透過する光は必ずしも直線で続くとは限りません。 屈折と呼ばれる現象は、光が進む角度を変化させます。 コップ一杯の水の中のわらを見れば、これを自分で見ることができます。 水の上に見えるストローの部分は、水に見えるものと完全につながっているようには見えません。 これは、屈折によって光の角度が変化し、目が見ているものを解釈する方法が変わったためです。
特定の角度では、光の屈折が最小限に抑えられます。 これがブリュースター角です。 ある程度の屈折はまだ発生しますが、他の角度で見られるものよりも少なくなります。 正確な角度は、光が入る物質に部分的に依存します。光が通過するときに、物質が異なれば屈折の量も異なるためです。 幸いなことに、三角法を少し適用するだけで、ほぼすべての物質のブリュースター角を計算することができます。
偏光角
ブリュースター角は、屈折材料内で発生する可能性のある偏光の最適レベルを示します。 これが意味するのは、この特定の角度で材料に入る光は複数の方向に散乱しないということです。 （これが屈折の原因です。）代わりに、光は最小限で単一のパスに沿って移動し続けます 散乱。 偏光サングラスをかけているときにこの効果を見ることができます。 レンズには、散乱を減らし、偏光効果を生み出すように設計されたコーティングが施されています。 水面など、光の散乱が難しい場所のまぶしさを透視します。 見る。
ブリュースター角は特定の材料の偏光に最適な角度であるため、材料の「偏光角」とも呼ばれることがあります。 どちらの用語も本質的に同じ意味ですが、一方のソースが一方の用語を参照し、別のソースがもう一方の用語を使用している場合でも心配はいりません。
ブリュースターの公式
ブリュースター角を計算するには、ブリュースター式と呼ばれる三角関数の式を使用する必要があります。 数式自体は、スネルの法則と呼ばれる数学的規則を使用して導出されますが、数式を使用するために自分で数式を作成する方法を知っている必要はありません。 使用するθB ブリュースター角を表すために、ブリュースターの式の式は次のとおりです。
\ theta_B = \ arctan {\ frac {n_2} {n_1}}
これが意味するものの内訳は次のとおりです。
私たちの公式では、θB 計算しようとしている角度（ブリュースター角）を表します。 表示される「アークタン」はアークタンジェントであり、タンジェントの逆関数です。 の場合y= tan（バツ）、アークタンジェントはバツ= arctan（y). そこからn1 そしてn2. これらは両方とも、光が通過する材料の屈折率を示します。n1 初期材料（空気など）であり、n2 光（水など）を反射または散乱しようとする2番目の材料です。計算を行うには、屈折率を調べる必要があります（「参考文献」を参照）。
材料のインデックスを調べたら、数値を接続してアークタンジェントを計算するだけです。 それを忘れないでくださいn2 あなたの分数の上に行きます！ 空気と水を例にとると、空気の屈折率は約1.00で、水は （ほぼ室温で）屈折率は1.33で、どちらも小数点以下第2位に四捨五入されています。 ポイント。 それらを数式に入れると、次のようになります。
\ theta_B = \ arctan {\ frac {1.33} {1.00}} = 0.9261 \ text {ラジアン}
日焼けを使用して関数電卓でこれを計算できます-1 専用のアークタンボタンがない場合に機能します。 そうすることで私たちにθB = 0.9261ラジアン（4桁に四捨五入）または53.06度の角度。