Brewster törvénye

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2019. május 25-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 8 szerkesztést igényelnek .

Brewster  törvénye - az optika törvénye , amely kifejezi két dielektrikum törésmutatóinak kapcsolatát olyan fénybeesési szöggel, amelynél a dielektrikumok határfelületéről visszaverődő fény teljesen polarizálódik a síkra merőleges síkban. előfordulásának. Ebben az esetben a megtört nyaláb részben polarizálódik a beesési síkban, és polarizációja eléri maximális értékét (de nem 100%-ot, mivel a beesési síkra merőlegesen polarizált fénynek csak egy része verődik vissza a határról, ill. a többi benne lesz a megtört nyalábban). Azt a beesési szöget, amelynél a visszavert nyaláb teljesen polarizált, Brewster-szögnek nevezzük [1] . Brewster-szögben eséskor a visszavert és megtört sugarak egymásra merőlegesek.

Ez az optikai jelenség David Brewster skót fizikusról kapta a nevét , aki 1815 -ben fedezte fel .

A polarizáló hatás a következők figyelembe vételével érthető meg:

Tehát a visszavert hullámot a közeg molekuláinak dipólusmomentumainak rezgései generálják. Amikor a visszavert és a megtört hullám szöge 90 fok, a visszavert hullám elektromos mezőjének rezgései a beesési síkban csak a megtört nyaláb mentén kialakuló dipólusmomentumok oszcillációiból származhatnak. A megtört nyaláb elektromos mezejének oszcillációinak csak hosszanti komponense tudott ilyen oszcillációt kiváltani. De mivel nincs a megtört nyalábban, nem lehet a visszavert sugárban sem.

A Brewster-törvény így íródott:

ahol  a második közeg törésmutatója az elsőhöz képest, és  a beesési szög (Brewster-szög).

Amikor a fény Brewster-szögben esik egy lemezre, a visszavert, lineárisan polarizált fény intenzitása nagyon alacsony (a levegő-üveg interfész esetében ez körülbelül a beeső sugár intenzitásának 4%-a). Ezért a visszavert fény intenzitásának növelése (vagy az üvegbe bejutott fény polarizálása a beesési síkkal párhuzamos síkban) több rögzített lemezt használnak, amelyeket lábba hajtanak - Stoletov lábába. Könnyű látni, hogy mi történik a rajzon. Hagyja, hogy egy fénysugár essen a láb tetejére. Az első lemez teljesen polarizált sugarat fog visszaverni (az eredeti intenzitás kb. 4%-a), a második lemez szintén teljesen polarizált sugarat (az eredeti intenzitás kb. 3,75%-át), és így tovább. Ebben az esetben a láb aljából kilépő nyaláb egyre jobban polarizálódik a beesési síkkal párhuzamos síkban, ahogy a lemezeket hozzáadják. Sztoletov lábának a fényre gyakorolt ​​hatását jól mutatja az egyik, a fény polarizációjáról szóló film [2] .

A Brewster-törvény a visszavert és megtört fényhullámok amplitúdójának, fázisának és polarizációjának a dielektromos határfelületen beeső hullám megfelelő jellemzőitől való függését leíró Fresnel-képletekből levezethető .

Teljes fénytörés

Teljes fénytörés  - olyan hatás, amely akkor nyilvánul meg, amikor keresztirányú síkpolarizált hullámok esnek különböző közegek határfelületére, és abban áll, hogy nincs visszavert hullám . A hatás csak függőlegesen polarizált hullámáramlás esetén figyelhető meg ( az elektromágneses térerősség vektor iránya a  beesési síkban van) a közegek közötti határfelületen a Brewster-szögben. Ebben az esetben a fénytörés törvénye szerint a visszavert folyam csak vízszintesen polarizált komponenseket tartalmaz, és mivel a beeső folyam nem tartalmazott vízszintesen polarizált hullámokat, a visszavert folyam hiányzik. Így a beeső áram összes energiája megtört hullámokban lesz.

A teljes fénytörés fogalma fontos a rádiókommunikációban : a legtöbb ostorantenna pontosan függőlegesen polarizált hullámokat sugároz. Így ha egy hullám Brewster-szögben esik egy interfészre (például földre, vízre vagy ionoszférára ), akkor nem lesz visszavert hullám, illetve nem lesz kommunikációs csatorna .

Jegyzetek

  1. ↑ Brewster törvénye archiválva : 2012. május 8. a Wayback Machine  - Encyclopedia of Physics cikkben.
  2. ↑ Fénypolarizáció (Filmtekercs (digitalizált videó)). Lennauchfilm stúdió (1981). Letöltve: 2019. szeptember 13. Az eredetiből archiválva : 2020. március 10.

Irodalom

Linkek