Како израчунати Бревстеров угао

Бревстеров угао, назван по шкотском физичару Давиду Бревстеру, важан је угао у проучавању лома светлости. Када светлост удари у површину као што је водено тело, део светлости се одбија од површине, док неки продире у њу. Светлост која продире, међутим, не мора се наставити у правој линији; феномен познат као рефракција мења угао под којим светлост путује. То можете и сами видети ако погледате сламку у чаши воде; део сламе видљив изнад воде не изгледа као да је у потпуности повезан са оним што видите у води. То је зато што се угао светлости променио услед преламања, мењајући начин на који ваше очи тумаче оно што виде.

Под одређеним углом, рефракција светлости је сведена на минимум; ово је Бревстер угао. Иако се нека рефракција и даље јавља, она је мања од оне коју бисте видели под било којим другим углом. Тачан угао делимично зависи од супстанце у коју светлост улази, јер различите супстанце узрокују различите количине рефракције док светлост пролази кроз њих. Срећом, могуће је израчунати Бревстеров угао у скоро свакој супстанци једноставно применом мало тригонометрије.

Бревстер-ов угао указује на оптималан ниво поларизације који се може догодити унутар ломног материјала. То значи да се светлост која улази у материјал под овим специфичним углом не расипа у више праваца (што је оно што узрокује рефракцију.) Уместо тога, светлост наставља да путује једном путањом с минималном количином расипање. Овај ефекат можете видети када носите поларизоване сунчане наочаре; сочива имају премаз дизајниран да смањи расипање и створи поларизовани ефекат, омогућавајући вам гледати кроз одсјај на површини воде и на другим местима на којима је то тешко расејању светлости види.

Будући да је Бревстер-ов угао оптимални угао за поларизацију у датом материјалу, понекад ћете га видети и као „угао поларизације“ материјала. Оба термина у суштини значе исто, међутим, не брините ако видите да се један извор односи на један од термина, а други извор користи други.

Да бисте израчунали Бревстеров угао, потребно је да користите тригонометријску формулу познату као Бревстерова формула. Сама формула је изведена помоћу математичког правила познатог као Снелл-ов закон, али не морате знати како сами конструисати формулу да бисте је користили. Користећиθ​_Б. да бисмо представили Бревстеров угао, једначина за Бревстерову формулу је:

Ево расправе о томе шта ово значи.

У нашој формули,θ​_Б. представља угао који покушавамо да израчунамо (Бревстеров угао). „Арктан“ који видите је арктангенс, што је инверзна функција тангенте; у случају кадаг.= тан (Икс), арктангенс би биоИкс= арцтан (г.). Одатле имамон​₁ ин​₂. Обоје указују на индекс преламања материјала кроз које светлост путујен​₁ као почетни материјал (као што је ваздух) ин​₂ будући да је други материјал који покушава да одбије или распрши светлост (као што је вода.) Да бисте извршили прорачун, мораћете да потражите индексе преламања (погледајте Ресурси).

Једном када потражите индексе за своје материјале, једноставно морате да прикључите бројеве и израчунате свој арктангенс. Не заборави тон​₂ иде на врх ваше фракције! Користећи ваздух и воду као пример, можете видети да ваздух има индекс рефракције око 1,00 и воду (на приближно собној температури) има индекс преламања 1,33, са оба заокружена на две децимале бодова. Смештајући их у формулу добијате:

То можете израчунати на научном калкулатору користећи тан^-1 функција ако немате наменско дугме за арцтан; то нам дајеθ​_Б. = 0,9261 радијана (заокружено на четири места) или угао од 53,06 степени.