İçerik
İskoç fizikçi David Brewster adını taşıyan Brewster açısı, ışık kırılması çalışmalarında önemli bir açı. Işık, su kütlesi gibi bir yüzeye çarptığında, bazı ışık içeri girerken ışığın bir kısmı yüzeyden yansır. Bununla birlikte, içeri giren ışığın düz bir çizgide olması şart değildir; kırılma olarak bilinen bir fenomen ışığın hareket ettiği açıyı değiştirir. Bunu bir bardak sudaki pipete bakarak görebilirsiniz; pipetin suyun üstünde görünen kısmı, suda gördüğünüze tamamen bağlı gibi görünmüyor. Bunun nedeni, ışığın açısının kırılma nedeniyle değiştiği, gözlerinizin gördüklerini yorumlama şeklini değiştirmesidir.
Belirli bir açıda ışığın kırılması en aza indirgenir; bu Brewster açısı. Bazı kırılmalar hala meydana gelirken, diğer herhangi bir açıda göreceğinizden daha az. Kesin açı, ışığın girdiği maddeye kısmen bağlıdır, çünkü farklı maddeler ışık geçerken farklı miktarlarda kırılmaya neden olur. Neyse ki, Brewsters açısını hemen hemen herhangi bir maddede, sadece biraz trigonometri uygulayarak hesaplamak mümkün.
Polarizasyon Açısı
Brewster açısı, kırılma malzemesi içinde oluşabilecek en uygun polarizasyon seviyesini gösterir. Bunun anlamı, belirli bir açıda bir materyale giren ışığın birden fazla yöne dağılmamasıdır (kırılmaya neden olan şeydir.) Bunun yerine, ışık minimum saçılma ile tek bir yol boyunca ilerlemeye devam eder. Polarize güneş gözlüğü takarken bu etkiyi görebilirsiniz; mercekler, dağınıklığı azaltmak ve polarize edilmiş bir etki yaratmak için tasarlanmış bir kaplamaya sahiptir ve su yüzeyindeki parıltıdan ve ışık saçılmasının görülmesini zorlaştırdığı diğer yerlerden görmenizi sağlar.
Brewsters açısı belirli bir malzemede polarizasyon için en uygun açı olduğundan, bazen malzemenin "polarizasyon açısı" olarak da adlandırılır. Her iki terim de esasen aynı anlama gelir, ancak bir kaynağın terimlerden birine başvurduğunu görürseniz, diğeri kaynağın diğerini kullandığını görürseniz endişelenmeyin.
Brewster Formülü
Brewster açısını hesaplamak için, Brewster formülü olarak bilinen trigonometrik bir formül kullanmanız gerekir. Formülün kendisi Snells Law olarak bilinen matematiksel bir kural kullanılarak türetilir, ancak formülü kendiniz nasıl kullanacağınızı bilmeniz gerekmez. kullanma θB Brewsters açısını temsil etmek için, Brewsters formülünün denklemi şöyledir: θB = arktan (n2/n1). İşte bunun ne anlama geldiğinin bir dökümü.
Formülümüzde θB açıyı hesaplamaya çalışıyordu (Brewster açısı). Gördüğünüz "arktan", teğetin ters fonksiyonu olan arktantandır; bir durumda y = tan (x), ark x = arktan (y). Oradan biz var n1 ve n2. Her ikisi de ışığın geçtiği malzemelerin kırılma indeksini gösterir; n1 başlangıç malzemesi (hava gibi) ve n2 Işığı yansıtmaya veya saçmaya çalışan ikinci malzeme (su gibi). Hesaplamayı yapmak için kırılma endekslerine bakmanız gerekir (Kaynaklara bakınız).
Malzemelerinizin endekslerini aradığınızda, sadece rakamları girmeniz ve bilginizi hesaplamanız yeterlidir. Bunu unutma n2 senin kesir üstünde gidiyor! Örnek olarak havayı ve suyu kullanarak, havanın 1.00 civarında bir kırılma indisine sahip olduğunu ve suyun (yaklaşık oda sıcaklığında) her ikisi de iki ondalık basamağa yuvarlanmış olan 1.33 kırılma endeksine sahip olduğunu görebilirsiniz. Onları formülde yerleştirerek, θB = arktan (1.33 / 1.00) veya θB = arktan (1.33). Bunu kullanarak bilimsel bir hesap makinesinde hesaplayabilirsiniz-1 özel bir arctan düğmesine sahip değilseniz işlevi; böyle yapmak bize verir θB = 0.9261 (dört yere yuvarlanmış) veya 92,61 derecelik bir açı.