스코틀랜드의 물리학 자 David Brewster의 이름을 딴 브루스터의 각은 빛 굴절 연구에서 중요한 각입니다. 빛이 수역과 같은 표면에 닿으면 일부 빛은 표면에서 반사되고 일부는 침투합니다. 그러나 투과하는 빛이 반드시 직선으로 계속되는 것은 아닙니다. 굴절로 알려진 현상은 빛이 이동하는 각도를 변경합니다. 물 한 컵에있는 빨대를 보면 이것을 직접 볼 수 있습니다. 물 위에 보이는 빨대 부분은 물에서 보는 것과 완전히 연결되어 있지 않은 것 같습니다. 굴절로 인해 빛의 각도가 바뀌어 눈이보고있는 것을 해석하는 방식이 바뀌기 때문입니다.
특정 각도에서 빛의 굴절이 최소화됩니다. 이것이 브루스터 각도입니다. 일부 굴절은 여전히 발생하지만 다른 각도에서 볼 수있는 것보다 적습니다. 빛이 통과 할 때 다른 물질이 다른 양의 굴절을 일으키기 때문에 정확한 각도는 부분적으로 빛이 들어가는 물질에 달려 있습니다. 다행히도 약간의 삼각법을 적용하여 거의 모든 물질에서 Brewster의 각도를 계산할 수 있습니다.
편광 각도
브루스터 각도는 굴절 물질 내에서 발생할 수있는 최적의 편광 수준을 나타냅니다. 이것이 의미하는 바는이 특정 각도에서 재료에 들어오는 빛이 여러 방향으로 산란되지 않는다는 것입니다. (이것이 굴절을 일으키는 원인입니다.) 대신, 빛은 최소한으로 단일 경로를 따라 계속 이동합니다. 산란. 편광 선글라스를 착용하면이 효과를 볼 수 있습니다. 렌즈에는 산란을 줄이고 편광 효과를 내도록 설계된 코팅이있어 수면과 빛의 산란이 어렵게 만드는 다른 곳의 눈부심을 통해 볼 수 있습니다. 보다.
Brewster의 각도는 주어진 재료에서 편광을위한 최적의 각도이기 때문에 때때로 재료의 "편광 각도"라고도하는 것을 볼 수 있습니다. 두 용어 모두 본질적으로 동일한 의미를 지니므로 한 소스가 용어 중 하나를 참조하고 다른 소스가 다른 소스를 사용하는 것을 보더라도 걱정하지 마십시오.
브루스터의 공식
Brewster의 각도를 계산하려면 Brewster의 공식으로 알려진 삼각 공식을 사용해야합니다. 공식 자체는 Snell의 법칙으로 알려진 수학적 규칙을 사용하여 파생되지만 사용하기 위해 공식을 직접 구성하는 방법을 알 필요는 없습니다. 사용
θ비 Brewster의 각도를 나타 내기 위해 Brewster의 공식에 대한 방정식은 다음과 같습니다.\ theta_B = \ arctan {\ frac {n_2} {n_1}}
이것이 의미하는 바에 대한 분석입니다.
우리의 공식에서θ비 계산하려는 각도 (Brewster 각도)를 나타냅니다. 당신이 보는 "arctan"은 아크 탄젠트이며, 이것은 탄젠트의 역함수입니다. 경우에와이= tan (엑스), 아크 탄젠트는엑스= arctan (와이). 거기에서 우리는엔1 과엔2. 둘 다 빛이 통과하는 재료의 굴절률을 나타냅니다.엔1 초기 재료 (예: 공기)이고엔2 빛을 반사하거나 산란시키려는 두 번째 물질 (예: 물) 계산을 수행하려면 굴절률을 찾아야합니다 (참고 자료 참조).
재료에 대한 색인을 찾은 후에는 숫자를 연결하고 아크 탄젠트를 계산하기 만하면됩니다. 잊지 마세요엔2 분수의 맨 위에갑니다! 예를 들어 공기와 물을 사용하면 공기의 굴절률이 약 1.00이고 물이 (대략 실온에서) 굴절률은 1.33이며 둘 다 소수점 둘째 자리로 반올림됩니다. 포인트들. 공식에 배치하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.
\ theta_B = \ arctan {\ frac {1.33} {1.00}} = 0.9261 \ text {라디안}
황갈색을 사용하여 공학용 계산기로 계산할 수 있습니다.-1 전용 arctan 버튼이없는 경우 기능; 그렇게하면θ비 = 0.9261 라디안 (4 자리로 반올림) 또는 각도 53.06도.