Brewsters lov
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 25. maj 2019; checks kræver 8 redigeringer .Brewsters lov - optikkens lov , der udtrykker forholdet mellem to dielektrikas brydningsindeks med en sådan lysindfaldsvinkel, ved hvilken lyset, der reflekteres fra grænsefladen mellem dielektrikkerne, vil være fuldstændig polariseret i et plan vinkelret på planet af forekomst. I dette tilfælde er den brudte stråle delvist polariseret i indfaldsplanet, og dens polarisering når sin maksimale værdi (men ikke 100 %, da kun en del af lyset polariseret vinkelret på indfaldsplanet vil blive reflekteret fra grænsen, og resten vil indgå i den brydte stråle). Indfaldsvinklen, hvor den reflekterede stråle er fuldstændig polariseret, kaldes Brewster-vinklen [1] . Når de falder i Brewster-vinklen, er de reflekterede og brudte stråler indbyrdes vinkelrette.
Dette optiske fænomen er opkaldt efter den skotske fysiker David Brewster , som opdagede det i 1815 .
Den polariserende effekt kan forstås ved at holde følgende for øje:
- Oscillationer af det elektriske felt i en elektromagnetisk bølge opstår altid vinkelret på bevægelsesretningen.
- Interaktionen med dielektrikumet sker i to trin. Først genererer den indfaldende bølge kollektive svingninger af dipolmomenterne af dielektriske molekyler, derefter genererer disse oscillationer igen en reflekteret og brudt bølge.
Så den reflekterede bølge genereres af oscillationer af dipolmomenterne af mediets molekyler. Når vinklen mellem den reflekterede og brudte bølge er 90 grader, kunne svingninger af det elektriske felt af den reflekterede bølge i indfaldsplanet kun genereres af oscillationer af dipolmomenter langs den brudte stråle. Kun den langsgående komponent af oscillationerne af det elektriske felt af den brudte stråle kunne inducere sådanne svingninger. Men da den ikke er i den brudte stråle, kan den heller ikke være i den reflekterede stråle.
Brewsters lov er skrevet som:
hvor er brydningsindekset for det andet medium i forhold til det første, og er indfaldsvinklen (Brewster-vinkel).
Når lys falder på én plade ved Brewster-vinklen, er intensiteten af det reflekterede lineært polariserede lys meget lav (for luft-glas-grænsefladen er det omkring 4% af intensiteten af den indfaldende stråle). Derfor, for at øge intensiteten af det reflekterede lys (eller for at polarisere lyset, der er gået ind i glasset i et plan parallelt med indfaldsplanet), bruges flere fastgjorte plader, foldet til en fod - Stoletovs fod. Det er nemt at se, hvad der foregår på tegningen. Lad en lysstråle falde på toppen af foden. Den første plade vil reflektere en fuldt polariseret stråle (ca. 4% af den oprindelige intensitet), den anden plade vil også reflektere en fuldt polariseret stråle (ca. 3,75% af den oprindelige intensitet) og så videre. I dette tilfælde vil strålen, der kommer ud fra bunden af foden, blive mere og mere polariseret i et plan parallelt med indfaldsplanet, efterhånden som plader tilføjes. Stoletovs fods indvirkning på lyset er tydeligt vist i en af filmene om lysets polarisering [2] .
Brewsters lov kan udledes af Fresnel-formlerne, der beskriver afhængigheden af amplituden, fasen og polariseringen af de reflekterede og brudte lysbølger af de tilsvarende karakteristika af den bølge, der falder ind på den dielektriske grænseflade.
Fuld brydning
Total brydning - en effekt, der manifesterer sig, når tværgående plan- polariserede bølger falder på grænsefladen af forskellige medier, og består i fravær af en reflekteret bølge . Effekten kan kun observeres i tilfælde af, at en lodret polariseret bølgestrøm falder (retningen af den elektromagnetiske feltstyrkevektor er i indfaldsplanet) på grænsefladen mellem medierne ved Brewster-vinklen. I dette tilfælde vil den reflekterede strøm ifølge brydningsloven kun indeholde vandret polariserede komponenter, og da den indfaldende strøm ikke indeholdt horisontalt polariserede bølger, vil den reflekterede strøm være fraværende. Således vil al energien fra den indfaldende strøm være i brudte bølger.
Konceptet med total brydning er vigtigt for radiokommunikation : de fleste piskeantenner udsender nøjagtigt vertikalt polariserede bølger. Således, hvis en bølge falder på en grænseflade (for eksempel jord, vand eller ionosfæren ) ved Brewster-vinklen, vil der ikke være nogen reflekteret bølge, og der vil ikke være nogen kommunikationskanal .
Noter
- ↑ Brewster's Law Arkiveret 8. maj 2012 på Wayback Machine - Encyclopedia of Physics artikel.
- ↑ Lyspolarisering (filmspole (digitaliseret video)). Studio Lennauchfilm (1981). Hentet 13. september 2019. Arkiveret fra originalen 10. marts 2020.
Litteratur
- Sivukhin DV Almen kursus i fysik. — M. . - T. IV. Optik.
- Født M., Wolf E. Fundamentals of optics. — M .: Nauka, 1973.