Adını İskoç fizikçi David Brewster'dan alan Brewster açısı, ışığın kırılması çalışmasında önemli bir açıdır. Işık, su kütlesi gibi bir yüzeye çarptığında, ışığın bir kısmı yüzeyden yansır, bir kısmı ise yüzeye girer. Ancak içeri giren ışık mutlaka düz bir çizgide devam etmez; kırılma olarak bilinen bir fenomen, ışığın hareket ettiği açıyı değiştirir. Bir bardak sudaki pipete bakarak bunu kendiniz görebilirsiniz; pipetin suyun üstünde görünen kısmı, suda gördüğünüzle tam olarak bağlantılı gibi görünmüyor. Bunun nedeni, kırılma nedeniyle ışığın açısının değişmesi, gözlerinizin gördüklerini yorumlama şeklini değiştirmesidir.
Belirli bir açıda ışığın kırılması en aza indirilir; bu Brewster açısıdır. Bir miktar kırılma hala meydana gelse de, başka herhangi bir açıda göreceğinizden daha azdır. Tam açı, kısmen ışığın girdiği maddeye bağlıdır, çünkü farklı maddeler, ışık içinden geçerken farklı miktarlarda kırılmaya neden olur. Neyse ki, Brewster'ın açısını sadece biraz trigonometri uygulayarak hemen hemen her maddede hesaplamak mümkündür.
Polarizasyon Açısı
Brewster'ın açısı, kırılma materyali içinde meydana gelebilecek en uygun polarizasyon seviyesini gösterir. Bunun anlamı, bir malzemeye bu belirli açıyla giren ışığın birden çok yöne dağılmamasıdır. (kırılmaya neden olan budur.) Bunun yerine ışık, minimum düzeyde tek bir yol boyunca ilerlemeye devam eder. saçılma. Polarize güneş gözlüğü takarken bu etkiyi görebilirsiniz; lensler, saçılmayı azaltmak ve polarize bir etki yaratmak için tasarlanmış bir kaplamaya sahiptir. su yüzeyindeki ve ışığın saçılmasının zorlaştırdığı diğer yerlerdeki parıltıyı görün görmek.
Brewster'ın açısı, belirli bir malzemede polarizasyon için en uygun açı olduğundan, bazen buna malzemenin "polarizasyon açısı" olarak da değinildiğini göreceksiniz. Her iki terim de esasen aynı anlama gelir, ancak bir kaynağın terimlerden birine atıfta bulunduğunu ve başka bir kaynağın diğerini kullandığını görürseniz endişelenmeyin.
Brewster'ın Formülü
Brewster açısını hesaplamak için Brewster formülü olarak bilinen trigonometrik bir formül kullanmanız gerekir. Formülün kendisi, Snell Yasası olarak bilinen bir matematiksel kural kullanılarak türetilmiştir, ancak onu kullanmak için formülü kendiniz nasıl oluşturacağınızı bilmeniz gerekmez. kullanmaθB Brewster açısını temsil etmek için Brewster formülünün denklemi:
\theta_B=\arctan{\frac{n_2}{n_1}}
İşte bunun ne anlama geldiğinin bir dökümü.
Formülümüzde,θB hesaplamaya çalıştığımız açıyı temsil eder (Brewster açısı). Gördüğünüz "arktan", tanjantın ters fonksiyonu olan arktanjanttır; bir durumday= tan(x), arktanjantx= arktan(y). Oradan biz varn1 ven2. Bunların her ikisi de ışığın içinden geçtiği malzemelerin kırılma indisini gösterir.n1 ilk malzeme (hava gibi) ven2 ışığı yansıtmaya veya dağıtmaya çalışan ikinci malzemedir (su gibi). Hesaplamayı yapmak için kırılma indislerine bakmanız gerekir (bkz. Kaynaklar).
Malzemeleriniz için indeksleri aradıktan sonra, sayıları girmeniz ve arktanjantınızı hesaplamanız yeterlidir. bunu unutman2 senin fraksiyonunun üstüne gider! Örnek olarak hava ve suyu kullanarak, havanın kırılma indisinin 1.00 civarında olduğunu ve suyun (yaklaşık oda sıcaklığında) her ikisi de iki ondalık basamağa yuvarlanmış olarak 1.33'lük bir kırılma indisine sahiptir puan. Bunları formüle yerleştirerek şunları elde edersiniz:
\theta_B=\arctan{\frac{1.33}{1.00}}=0.9261\text{ radyan}
Bunu, bronzluk kullanarak bilimsel bir hesap makinesinde hesaplayabilirsiniz.-1 özel bir arctan düğmeniz yoksa işlev; bunu yapmak bize verirθB = 0.9261 radyan (dört basamağa yuvarlanmış) veya 53.06 derecelik bir açı.