المحتوى
زاوية بروسترز ، التي سميت باسم الفيزيائي الاسكتلندي ديفيد بروستر ، هي زاوية مهمة في دراسة انكسار الضوء. عندما يضرب الضوء سطحًا مثل جسم من الماء ، فإن بعض الضوء ينعكس عن السطح بينما يخترقه البعض. الضوء الذي يخترق لا يستمر بالضرورة في خط مستقيم ، ظاهرة تعرف باسم الانكسار تغير الزاوية التي يسير بها الضوء. يمكنك رؤية ذلك بنفسك من خلال النظر إلى قش في كوب من الماء ؛ الجزء من القش الظاهر فوق الماء لا يبدو وكأنه متصل بالكامل بما تراه في الماء. هذا لأن زاوية الضوء تغيرت بسبب الانكسار ، وتغيير الطريقة التي تفسر بها عينيك ما تراه.
في زاوية معينة ، يتم تقليل انكسار الضوء ؛ هذه هي زاوية بروستر. على الرغم من حدوث بعض الانكسار ، إلا أنه أقل مما قد تراه في أي زاوية أخرى. تعتمد الزاوية الدقيقة جزئيًا على المادة التي يدخلها الضوء ، لأن المواد المختلفة تسبب كميات مختلفة من الانكسار أثناء مرور الضوء من خلالها. لحسن الحظ ، من الممكن حساب زاوية Brewsters في أي مادة تقريبًا عن طريق تطبيق القليل من علم المثلثات.
زاوية الاستقطاب
تشير زاوية Brewsters إلى المستوى الأمثل للاستقطاب الذي يمكن أن يحدث داخل مادة الانكسار. ما يعنيه هذا هو أن الضوء الذي يدخل مادة في هذه الزاوية المحددة لا ينتشر في اتجاهات متعددة (وهو ما يسبب الانكسار.) بدلاً من ذلك ، يستمر الضوء في السير على طول مسار واحد مع الحد الأدنى من الانتثار. يمكنك رؤية هذا التأثير عند ارتداء النظارات الشمسية المستقطبة. تتميز العدسات بطبقة مصممة لتقليل التشتت وخلق تأثير مستقطب ، مما يتيح لك رؤية الوهج على سطح الماء والأماكن الأخرى حيث يجعل نثر الضوء من الصعب رؤيته.
نظرًا لأن زاوية Brewsters هي الزاوية المثالية للاستقطاب في مادة معينة ، فسترى أحيانًا ما يشار إليها باسم "زاوية الاستقطاب" للمادة أيضًا. كلا المصطلحين يعنيان نفس الشيء ، ومع ذلك ، فلا تقلق إذا رأيت أحد المصادر يشير إلى أحد المصطلحات ومصدر آخر يستخدم الآخر.
بروسترز الفورمولا
لحساب زاوية Brewsters ، تحتاج إلى استخدام صيغة مثلثية تعرف باسم صيغة Brewsters. يتم اشتقاق الصيغة نفسها باستخدام قاعدة رياضية تُعرف باسم Snells Law ، ولكن لا يتعين عليك معرفة كيفية إنشاء الصيغة بنفسك لاستخدامها. عن طريق θب لتمثيل زاوية Brewsters ، معادلة صيغة Brewsters هي: θب = أركان (ن2/ن1). هيريس انهيار ما يعنيه هذا.
في صيغتنا ، θب يمثل الزاوية كانوا يحاولون حساب (زاوية بروسترز). "arctan" الذي تراه هو قوس الظل ، والذي هو وظيفة معكوس الظل. في حالة أين ذ = تان (إكس) ، سيكون قوس الظل إكس = أركان (ذ). من هناك لدينا ن1 و ن2. يشير كلاهما إلى معامل الانكسار للمواد التي يمر بها الضوء ن1 كونها المواد الأولية (مثل الهواء) و ن2 كونه المادة الثانية التي تحاول عكس أو تشتيت الضوء (مثل الماء.) ستحتاج إلى البحث عن مؤشرات الانكسار للقيام بعملية الحساب (انظر الموارد).
بمجرد قيامك بالبحث عن الأرقام القياسية لموادك ، فأنت تحتاج ببساطة إلى توصيل الأرقام وحساب المستطيل الخاص بك. لا تنسى ذلك ن2 يذهب في الجزء العلوي من الكسر الخاص بك! باستخدام الهواء والماء كمثال ، يمكنك أن ترى أن الهواء به معامل انكسار يبلغ حوالي 1.00 وأن الماء (عند درجة حرارة الغرفة تقريبًا) به معامل انكسار يبلغ 1.33 ، مع تقريبهما إلى نقطتين عشريتين. وضعهم في الصيغة ، وتحصل θب = أركان (1.33 / 1.00) أو θب = أركان (1.33). يمكنك حساب هذا على آلة حاسبة علمية باستخدام تان-1 تعمل إذا لم يكن لديك زر أركان مخصص ؛ القيام بذلك يعطينا θب = 0.9261 (تقريبه إلى أربعة أماكن) أو بزاوية 92.61 درجة.