Contenuto
L'angolo di Brewsters, dal nome del fisico scozzese David Brewster, è un angolo importante nello studio della rifrazione della luce. Quando la luce colpisce una superficie come uno specchio d'acqua, parte della luce si riflette sulla superficie mentre un'altra penetra in essa. Tuttavia, la luce che penetra non continua necessariamente in linea retta; un fenomeno noto come rifrazione cambia l'angolo con cui viaggia la luce. Puoi vederlo da solo guardando una cannuccia in un bicchiere d'acqua; la parte della cannuccia visibile sopra l'acqua non sembra completamente collegata a ciò che vedi nell'acqua. Questo perché l'angolo della luce è cambiato a causa della rifrazione, cambiando il modo in cui i tuoi occhi interpretano ciò che stanno vedendo.
Ad un certo angolo, la rifrazione della luce è ridotta al minimo; questo è l'angolo di Brewster. Mentre si verifica ancora una certa rifrazione, è inferiore a quello che vedresti da qualsiasi altra angolazione. L'angolo esatto dipende in parte dalla sostanza in cui entra la luce, poiché sostanze diverse causano diverse quantità di rifrazione quando la luce le attraversa. Fortunatamente, è possibile calcolare l'angolo di Brewsters in qualsiasi sostanza semplicemente applicando un po 'di trigonometria.
L'angolo di polarizzazione
L'angolo dei birrai indica il livello ottimale di polarizzazione che può verificarsi all'interno del materiale rifrattore. Ciò significa che la luce che entra in un materiale con questo angolo specifico non si disperde in più direzioni (che è ciò che provoca la rifrazione). Invece, la luce continua a viaggiare lungo un singolo percorso con una dispersione minima. Puoi vedere questo effetto quando indossi occhiali da sole polarizzati; le lenti hanno un rivestimento progettato per ridurre la dispersione e creare un effetto polarizzato, che consente di vedere attraverso il bagliore sulla superficie dell'acqua e in altri luoghi in cui la dispersione della luce rende difficile la visione.
Poiché l'angolo di Brewsters è l'angolo ottimale per la polarizzazione in un dato materiale, a volte lo si vede anche come "angolo di polarizzazione" del materiale. Entrambi i termini significano essenzialmente la stessa cosa, tuttavia, quindi non preoccuparti se vedi una fonte fare riferimento a uno dei termini e un'altra fonte usa l'altra.
Formula dei birrai
Per calcolare l'angolo di Brewsters, è necessario utilizzare una formula trigonometrica nota come formula Brewsters. La formula stessa viene derivata usando una regola matematica nota come Snells Law, ma non devi sapere come costruire tu stesso la formula per usarla. utilizzando θB per rappresentare l'angolo di Brewsters, l'equazione per la formula di Brewsters è: θB = arctan (n2/n1). Ecco una ripartizione di ciò che questo significa.
Nella nostra formula, θB rappresenta l'angolo che stavano provando a calcolare (angolo Brewsters). L '"arcano" che vedi è l'arcotangente, che è la funzione inversa della tangente; nel caso in cui y = abbronzatura (X), l'arcotangente sarebbe X = arctan (y). Da lì abbiamo n1 e n2. Entrambi indicano l'indice di rifrazione dei materiali che la luce attraversa, con n1 essendo il materiale iniziale (come l'aria) e n2 essendo il secondo materiale che sta tentando di riflettere o disperdere la luce (come l'acqua.) Dovrai cercare indici di rifrazione per fare il calcolo (vedi Risorse).
Una volta che hai cercato gli indici per i tuoi materiali, devi semplicemente collegare i numeri e calcolare il tuo arctangent. Non dimenticarlo n2 va in cima alla tua frazione! Usando aria e acqua come esempio, puoi vedere che l'aria ha un indice di rifrazione di circa 1,00 e l'acqua (a temperatura ambiente approssimativa) ha un indice di rifrazione di 1,33, con entrambi arrotondati a due punti decimali. Inserendoli nella formula, ottieni θB = arcano (1,33 / 1,00) o θB = arcano (1,33). Puoi calcolarlo su un calcolatore scientifico usando l'abbronzatura-1 funzione se non si dispone di un pulsante arctan dedicato; così facendo ci dà θB = 0.9261 (arrotondato a quattro punti) o un angolo di 92,61 gradi.