Меню

Чему равен угол брюстера для луча света



Угол Брюстера

Работы любой сложности

Квалифицированная помощь от опытных авторов

Что такое угол Брюстера и формула расчета

Явление Брюстера — полная линейная поляризация при отражении света от границы двух прозрачных диэлектриков. Возможно только в том случае, когда угол между отраженным и преломленным лучами — \(\frac<\mathrm\pi>2\) .

Закон Брюстера: тангенс угла полной поляризации, известного теперь, как угол Брюстера, равен показателю преломления вещества.

Явление Брюстера вызвано поперечностью электромагнитной волны. Под влиянием падающей волны электроны вещества совершают колебания и излучают вторичные волны, которые накладываются на первоначальные колебания. На длине смещения происходит полная замена падающей волны волной, которую излучают электроны при своих колебаниях.

Чему равен угол Брюстера для стекла, погруженного в воду

Коэффициент преломления света в веществе равен отношению скорости света в вакууме к скорости света в этом веществе. Для воды значение этого показателя равно 1,33, для стекла — 1,52. Следовательно, преобразовав формулу закона Брюстера в формулу для расчета угла, получим:

Отражение под углом Брюстера

Отраженный под углом Брюстера луч полностью поляризован и всегда расположен под углом 90 градусов к преломленному лучу. Каждая точка поверхности, куда попадает волна, становится вторичным источником лучей — она провоцирует совместные осцилляции дипольных моментов молекул диэлектрика.

Новые волны, попадая в свободное пространство, при движении вперед создают отраженную и преломленную волну.

Под другим углом граница раздела сред не может отразить 100 процентов света, часть его входит в состав преломленного луча, так что полная поляризация недостижима. Интенсивность отраженного поляризованного луча при использовании одной пластинки крайне мала — например, для границы воздуха и стекла она составляет около 4% от первоначального луча. Можно сделать интенсивность больше — для этого используют специальное приспособление, стопу Столетова. Оно представляет собой несколько соединенных пластинок.

Угол Брюстера — полное преломление

Полное преломление — явление, возникающее при падении поперечных волн на границу раздела однородных сред и отсутствии отраженных лучей. Это явление также называют полным внутренним отражением света.

Явление полного преломления возможно только при падении на границу сред вертикально поляризованной волны под углом Брюстера. Закон преломления подразумевает, что в отраженном потоке могут оказаться лишь горизонтально поляризованные волны. Но если в падающей волне горизонтально поляризованные элементы отсутствовали, отражение тоже будет отсутствовать.

Источник

Поляризация и закон Брюстера

Изучите угол поляризации света в законе Брюстера – описание и формула. Узнайте, чему равен угол падения Брюстера, условия поляризации света, закон Снеллиуса.

Угол Брюстера – угол падения, где свет с некой поляризацией передается сквозь поверхность.

Задача обучения

Основные пункты

  • Если свет падает на поверхность под углом Брюстера, то отраженный луч поляризуется линейно.
  • Физический механизм угла Брюстера становится понятным из того, как именно реагируют на поляризованный свет электрические диполи.
  • Угол задается как
Читайте также:  Главная страница вокруг света

Термины

  • Диполь – разделение положительных и отрицательных зарядов.
  • Диэлектрик – изолирующий или непроводящий материал, рассматриваемый из-за своей электрической восприимчивости.
  • Поляризатор – оптический фильтр, пропускающий свет с определенной поляризацией.

Угол Брюстера – угол падения, при котором свет с конкретной поляризацией без проблем проходит сквозь прозрачную диэлектрическую поверхность без отражения. Его наименовали в честь Дэвида Брюстера.

Чему равен угол Брюстера? Физическая сторона этого механизма становится понятной, если проследить за реакцией электрических диполей на p-поляризованный свет. Падающий на поверхность свет поглощается, а потом снова высвобождается осциллирующими электрическими диполями на черте разделения сред. Преломленный свет выпускается перпендикулярно по отношению к направленности дипольного момента, чего не может сделать энергия. В итоге, если угол отражения (θ1) равен выравниванию диполей (90 — θ2), то свет не отражается.

Иллюстрация поляризации света, попадающего на черту раздела под углом Брюстера

В геометрическом смысле выражается как:

θ1 + θ2 = 90° (θ1 – угол падения, а θ2 – угол преломления). Используя закон Снеллиуса (n1sinθ1 = n2sinθ2), можно рассчитать угол падения θ1 = B, при котором не отражается свет: n1sin(θB) = n2sin (90° — θB) = n2cos(θB). Составление для θB дает

Ели свет падает на поверхность под углом Брюстера, то отраженный луч поляризуется линейно. Этот принцип используют поляризованные солнцезащитные очки, чтобы уменьшить солнечные блики.

Это фотография окна, сделанная с камерой, где есть фильтр поляризации. Слева – поляризатор выровнен с углом поляризации отражения окна. Справа – поляризатор повернут на 90°, что устраняет отраженный солнечный свет

Источник

Угол Брюстера

Обозначим через ΘБр угол, удовлетворяющий условию

где n12 — показатель преломления второй среды относительно первой. При угле падения J1, равном ΘБр, отраженный луч полностью поляризован (он содержит только колебания, перпендикулярные к плоскости падения). Степень поляризации преломленного луча при угле падения, равном ΘБр, достигает наибольшего значения, однако этот луч остается поляризованным только частично.

Соотношение (3) носит название закона Брюстера, а угол ΘБр это Угол Брюстера.

Закон Брюстера — закон оптики, выражающий связь показателя преломления с таким углом, при котором свет, отражённый от границы раздела, будет полностью поляризованным в плоскости, перпендикулярной плоскости падения, а преломлённый луч частично поляризуется в плоскости падения, причем поляризация преломленного луча достигает наибольшего значения. Легко убедиться в том, что при падении света под углом Брюстера отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны, т.е.

Угол Брюстера. Иллюстрация поляризации отражённого света, падающего на границу раздела сред под углом Брюстера

Читайте также:  Почему горит диодная лампа при выключенном свете

Источник

Закон Брюстера

Свет, как и любое электромагнитное излучение, состоит из распространяющихся колебаний электрического и магнитного полей, которые ориентированы под прямым углом друг к другу. Направление электрического поля определяет направление, в котором будет двигаться электрический заряд при прохождении электромагнитной волны. Поляризацией волны как раз и называется направление электрического поля в волне.

Световые волны могут иметь линейную поляризацию (в этом случае колебания электрического поля происходят в фиксированной плоскости), круговую поляризацию (электрическое поле вращается подобно стрелке часов) или эллиптическую поляризацию (электрическое поле вращается, при этом его абсолютная величина зависит от направления). Закон Брюстера описывает линейную поляризацию света при отражении луча от поверхности. Согласно этому закону, при определенном угле падения свет полностью поляризуется параллельно отражающей поверхности, и величина этого угла зависит от свойств отражающего вещества. Угол падения, при котором происходит полная поляризация отраженного и преломленного света, называется углом Брюстера, и его тангенс равен коэффициенту преломления отражающего вещества. Даже при углах падения, заметно отличающихся от угла Брюстера, свет в значительной мере поляризуется, но в этом случае и для преломленного, и для отраженного луча характерна эллиптическая поляризация.

Коэффициент преломления света в веществе равен отношению скорости света в вакууме к скорости света в веществе. У обычного стекла, например, коэффициент преломления 1,5. Это означает, что свет, распространяющийся в вакууме со скоростью около 300 000 км/с, в стекле распространяется со скоростью всего лишь около 200 000 км/с. Следовательно, для стекла угол Брюстера, при котором происходит полная поляризация, составляет около 57°.

Вы наверняка встречались с явлением поляризации в быту. В частности, в наше время солнцезащитные очки часто делают антибликовыми, а достигается это благодаря тому, что в них вставлены поляризованные линзы. В солнечную погоду свет, отраженный от блестящих поверхностей (стекла, стали, воды), оказывается поляризованным преимущественно в горизонтальной плоскости (по закону Брюстера). А линзы антибликовых солнцезащитных очков пропускают только свет, поляризованный вертикально. Благодаря этому большинство бликов, отраженных от окружающих нас предметов, гасятся и не ослепляют нас.

Шотландский физик. Родился в Джедборо. Изучал теологию в Эдинбургском университете, принял сан священника и стал одним из основателей Свободной шотландской церкви, однако вскоре оставил это поприще ради карьеры ученого и популяризатора науки. Специализировался на изучении оптических явлений, прежде всего спектральных и поляризационных, открыл закон, носящий его имя. Однако своеобразную бессмертную славу снискал себе, изобретя в 1816 году калейдоскоп. С 1859 года и до самой смерти Брюстер был ректором Эдинбургского университета.

Источник

Чему равен угол брюстера для луча света

Используется в научно-технических эффектах

Используется в областях техники и экономики

2 Оптическая техника
2 Кинотехника
2 Фототехника
2 Аппаратура для световодной связи
1 Устройства для записи и воспроизведения сигналов и информации
2 Телевизионная техника
3 Технологии, использующие голографию
2 Нетрадиционная энергетика
1 Гелиоэнергетика
1 Приборы для измерения оптических и светотехнических величин и характеристик
1 Системы и устройства отображения информации
1 Оптоэлектронная техника
1 Светотехника

Используются в научно-технических эффектах совместно с данным эффектом естественнонаучные эффекты

Источник

Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера.

Если естественный свет падает на границу раздела двух диэлектриков (например, воздуха и стекла), то часть его отражается, а часть преломляется и распространяется во второй среде. Устанавливая на пути отраженного и преломленного лучей анализатор (например, турмалин), убеждаемся в том, что отраженный и преломленный лучи частично поляризованы: при поворачивании анализатора вокруг лучей интенсивность света периодически усиливается и ослабевает. Дальнейшие исследования показали, что в отраженном луче преобладают колебания, перпендикулярные плоскости падения (на рис. 17.21 они обозначены точками), в прелом ленном — колебания, параллельные плоскости падения (изображены стрелками).

Степень поляризации (степень выделения световых волн с определенной ориентацией электрического (и магнитного) вектора) зависит от угла падения лучей и показателя преломления. Шотландский физик Д. Брюстер установил закон, согласно которому при угле падения ib (угол Брюстера), определяемого соотношением

(n21 — показатель преломления второй среды относительно первой), отраженный луч является плоскополяризованным (содержит только колебания, перпендикулярные плоскости падения) (рис. 17.22). Преломленный же луч при угле падения iB поляризуется максимально, но не полностью.

Если свет падает на границу раздела под углом Брюстера, то отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны (tgiB = siniB/cosiB, n21 = siniB / sini2 (i2 — угол преломления), откуда cosiB = sini2). Следовательно, iB – i2 = p/2, но i¢b = iB (закон отражения), поэтому i’B + i2 = p/2.

Степень поляризации отраженного и преломленного света при различных углах падения можно рассчитать из уравнений Максвелла, если учесть граничные условия для электромагнитного поля на границе раздела двух изотропных диэлектриков (так называемые формулы Френеля).

Степень поляризации преломленного света может быть значительно повышена (многократным преломлением при условии падения света каждый раз на границу раздела под углом Брюстера). Если, например, для стекла (n = 1,53) степень поляризации преломленного луча составляет «15%, то после преломления на 8-10 наложенных друг на друга стеклянных пластинок вышедший из такой системы свет будет практически полностью поляризованным. Такая совокупность пластинок называется стопой. Стопа может служить для анализа поляризованного света как при его отражении, так и при его преломлении.

Дата добавления: 2015-04-15 ; просмотров: 1229 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник