legea lui Brewster - legea optica, care exprimă relația dintre indicii de refracție ai celor doi dielectrici cu un unghi de incidență la care lumina reflectată de la interfața dintre dielectricilor va fi complet polarizată în planul perpendicular pe planul de incidență. În acest caz, fasciculul refractate este parțial polarizată în planul de incidență și de polarizare atinge o valoare maximă (dar nu 100%, ca doar o parte din lumina reflectată de granița polarizat perpendicular pe planul de incidență, iar restul va fi parte a fasciculului refractate). Unghiul incidenței la care fasciculul reflectat este complet polarizat se numește unghiul Brewster [1]. Când cad la unghiul Brewster, razele reflectate și refractate sunt reciproc perpendiculare.
Acest fenomen de optică este numit după fizicianul scoțian David Brewster, care la descoperit în 1815.
Efectul polarizant poate fi înțeles dacă ținem cont de următoarele:
- Oscilațiile câmpului electric în valul electromagnetic apar întotdeauna perpendicular pe direcția mișcării.
- Interacțiunea cu dielectricul are loc în două etape. Inițial, undele incidente generează oscilații colective ale momentelor dipol ale moleculelor dielectrice, iar apoi aceste oscilații generează un val reflectat și refractat.
Deci, undele reflectate sunt generate de oscilațiile momentelor dipol ale moleculelor mediului. Atunci când unghiul dintre undele reflectate și refractate este de 90 de grade, oscilații ale câmpului electric al undei reflectate în planul ar putea fi generate numai vibrațiile momente de dipol de-a lungul razei refractate. Astfel de oscilații ar putea fi induse doar de componenta longitudinală a oscilațiilor câmpului electric al fasciculului refractat. Dar, deoarece nu există fascicul în fasciculul refractat, acesta nu poate fi nici în fasciculul reflectat.
Legea lui Brewster este scrisă ca:
unde este indicele de refracție al celui de-al doilea mediu față de primul și a este unghiul de incidență (unghiul Brewster).
Când lumina este incidență pe o placă la unghiul Brewster intensitatea reflexiei luminii polarizată liniar este foarte mică (pentru limita de aer din sticlă - aproximativ 4% din intensitatea razelor incidente). Prin urmare, pentru a crește intensitatea luminii reflectate (sau lumina polarizată, care a trecut în sticlă, într-un plan paralel cu planul de incidență) se utilizează mai multe plăci fixate împreună, aranjate într-o grămadă - stiva Stoletov. Este ușor să urmăriți desenul a ceea ce se întâmplă. Lăsați o rază de lumină să cadă pe partea superioară a piciorului. Din prima placă se va reflecta lumina complet polarizată (aproximativ 4% din intensitatea inițială) a doua placă de asemenea reflectată total lumină polarizată (aproximativ 3,75% din intensitatea inițială) și așa mai departe. În acest caz, fasciculul care iese din piciorul de dedesubt va deveni din ce în ce mai polarizat într-un plan paralel cu planul de incidență, pe măsură ce se adaugă plăcile.
Două imagini ale lacului. Negru, realizat de o cameră fără filtru de polarizare și cu ea. În fotografia din dreapta, este rotită astfel încât lumina reflectată este aproape complet eliminată și strălucirea dispare.
Legea Brewster poate deriva din formulele Fresnel care descriu dependența de amplitudine, faza si de polarizare a undelor de lumină reflectate și refractate de caracteristicile unui incident de undă la limita dielectricilor.
- 1 refracție completă
- 2 Note
- 3 Referințe
- 4 Referințe
Refracție completă
refractie completă - efectul se manifestă atunci când se încadrează undele polarizate plane transversale la interfața dintre medii diferite, și care constă în absența undei reflectate. Efectul poate fi observat numai în cazul în care fluxul de incidență al undei polarizate vertical (direcția vectorului intensității câmpului electromagnetic - în planul de incidență) pe interfața media la unghiul Brewster. Astfel, potrivit legii refracției, care urmează să fie incluse în fluxul reflectat numai componente polarizate orizontal, precum și fluxul de cădere nu este format din valuri polarizate orizontal, fluxul reflectat este absent. Astfel, întreaga energie a fluxului incident va fi în undă refractată.
Conceptul de refracție completă este important pentru comunicațiile radio: majoritatea antenelor de bici emit valuri precis polarizate vertical. Astfel, dacă valul cade pe interfață (sol, apă sau ionosferă) la un unghi Brewster, nu va exista nici un val reflectat, respectiv canalul de comunicare va fi absent.
notițe
literatură
- Sivukhin DV Cursul general al fizicii. - M .. - T. IV. Optica.
- Născut M. Wolf E. Fundamentals of Optics. - M. Nauka, 1973.
- Legea lui Brewster
- Reflecția și refracția luminii
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: