gdy światło uderza w płaską granicę między dwoma różnymi przezroczystymi mediami, generalnie odbija się przynajmniej część jego mocy optycznej.Jednak dla określonego kąta padania, który jest nazywany kątem Brewstera (od Sir Davida Brewstera) lub czasami kątem polaryzacyjnym, odbicie to nie występuje pod warunkiem, że światło jest spolaryzowane P.Ten ostatni warunek oznacza, że kierunek polaryzacji (tj. kierunek, w którym oscyluje wektor pola elektrycznego) leży w płaszczyźnie padania.W przypadku światła spolaryzowanego s współczynnik odbicia jest nawet wyższy niż w przypadku światła o normalnej częstości występowania na granicy.
wielkość kąta Brewstera zależy od współczynników załamania światła zaangażowanych mediów optycznych i może być obliczona zgodnie z prawem Brewstera:
tutaj, n1 i n2 są współczynnikami załamania światła, odpowiednio, ośrodka nadchodzącej wiązki i drugiego ośrodka.Można wykazać, że suma kątów w obu mediach (względem kierunku normalnego padania) wynosi 90°.
jako przykład liczbowy można wziąć pod uwagę światło pochodzące z powietrza (N1 & ok.1) do szkła o n2 = 1,5.Dla tej sytuacji można obliczyć, że kąt Brewstera wynosi & ok;56,3°.Rysunek 2 przedstawia kąt Brewstera jako funkcję stosunku współczynników załamania światła – lub współczynnika załamania światła drugiego ośrodka, jeśli pierwszy ośrodek ma n1 = 1.
dla interfejsów między mediami o podobnych współczynnikach załamania kąt Brewstera jest bliski 45°.W takich przypadkach odbicia są i tak słabe.
dla niepolaryzowanego światła padającego pod kątem Brewstera światło odbite jest w pełni spolaryzowane s, ponieważ nie ma odbicia dla światła spolaryzowanego P.Termin „kąt polaryzacyjny” pochodzi od tego faktu.
Ogólnie Rzecz Biorąc, odbicia na takich powierzchniach można obliczyć za pomocą równań Fresnela.Dzięki temu można na przykład obliczyć efektywny współczynnik odbicia dla wiązki laserowej o skończonej dywergencji jako średnią ważoną odbicia dla różnych elementów kątowych.Ogólnie rzecz biorąc, takie skuteczne odbicia są raczej małe, ponieważ większość wiązek laserowych ma niewielką rozbieżność.
dla jakościowego zrozumienia zanikającego odbicia można rozważyć oscylującą polaryzację elektryczną w drugim medium, która jest prostopadła do kierunku zanikającego odbicia beam.It wiadomo, ĹĽe dipole nie emitujÄ … promieniowania dokĹ ’ adnie w kierunku ich oscylacji.Jednak obraz ten nie daje prawdziwego wyjaśnienia; na przykład nie jest jasne, dlaczego kierunek polaryzacji elektrycznej w drugim medium powinien być istotny, chociaż odbita wiązka propagowałaby się w pierwszym medium.
techniczne wykorzystanie kąta Brewstera
elementy optyczne w rezonatorach laserowych lub innych ustawieniach optycznych są często zorientowane w taki sposób, że promień lasera rozchodzący się przez nie znajduje się pod kątem Brewstera.W ten sposób unika się strat odbicia w przypadku światła spolaryzowanego p bez konieczności stosowania powłok antyrefleksyjnych.Zaletą jest nie tylko to, że takie powłoki nie są wymagane, ale także to, że realistycznie osiągnięte skuteczne współczynniki odbicia są zazwyczaj niższe w tej technice.Jednak różne wady mogą wynikać z tego podejścia-na przykład astygmatyzm skupionych wiązek, które mogą wymagać dodatkowych elementów lub szczegółów konstrukcyjnych, aby uniknąć szkodliwych skutków.
przykłady elementów optycznych, które są często używane pod kątem Brewstera, to kryształy laserowe, Tunery dwójłomne, pary pryzmatów do strojenia długości fali lub kompensacji dyspersji i okna Brewstera w gazie lasers.In w przypadku pryzmatów technika ta może oczywiście działać na powierzchni wejściowej i wyjściowej tylko wtedy, gdy kąt między dwiema powierzchniami jest prawidłowo wybrany.Na przykład dla pryzmatu wykonanego z topionej krzemionki (SiO2)i długości fali 1064 nm, gdzie współczynnik załamania wynosi 1,486, idealny kąt między powierzchniami pryzmatu wynosiłby 67,9°.Gdy zamiast tego stosuje się kąt 65°, straty odbicia dla symetrycznej ścieżki przez kryształ wynoszą & około;0,7% W sumie.Dla 60° strata ta wzrośnie już do 3,8%.Dla szkła takiego jak SF10, o wyższym współczynniku załamania &około;1,7 przy 1064 nm idealny kąt pryzmatu wynosiłby 60,8°, a przy wyborze wspólnej wartości 60° straty odbicia są nadal dość małe (łącznie 0,2%).
zasadniczo można uzyskać silne i regulowane tłumienie spolaryzowanej wiązki laserowej, odbijając ją np. na szklanej powierzchni o kącie padania zbliżonym do kąta Brewstera.Problem tej techniki polega jednak na tym, że współczynnik odbicia dla światła spolaryzowanego s jest wtedy znacznie wyższy; nawet jeśli przychodząca wiązka jest dość dobrze spolaryzowana, mały jej komponent spolaryzowany s może odgrywać dominującą rolę w odbiciu beam.As wyjaśnione w artykule na temat strat depolaryzacji, niektóre komponenty spolaryzowane s mogą być łatwo generowane w pewnych okolicznościach.
niepokojące odbicia optyczne od powierzchni wody mogą być znacznie tłumione za pomocą okularów polaryzacyjnych, przepuszczających tylko światło spolaryzowane pionowo.Chociaż kąt padania światła słonecznego może często znacznie odbiegać od kąta Brewstera, współczynnik odbicia dla światła spolaryzowanego p jest na ogół znacznie niższy niż dla światła spolaryzowanego S.
pytania i komentarze użytkowników
dlaczego nie ma kąta Dla Polaryzacji s?
odpowiedź autora:
tylko dla polaryzacji p możemy mieć sytuację, że dla odpowiedniego kąta padania kierunek POLA E w ośrodku jest prostopadły do kierunku, w który trafiłoby światło odbite.W tych warunkach żadne światło nie może tam wejść.Dla Polaryzacji s, to nie mogło się zdarzyć.
czy światło blokowane przez okulary przeciwsłoneczne s-spolaryzowane odbija się pod kątem Brewstera?
co zrobić, jeśli chcę zrobić wiązkę światła spolaryzowaną?Czy mogę włożyć płytkę Brewstera i dostosować kąt do kąta Brewstera?Czy światło emitowane z płyty Brewstera jest spolaryzowane w tym stanie?
odpowiedź autora:
okulary przeciwsłoneczne działają na podstawie absorpcji i odbicia zależnego od długości fali, a nie na podstawie polaryzacji.
chociaż przepuszczalność płyty Brewstera jest zależna od polaryzacji, nie jest ona w pełni spolaryzowana, ponieważ obie polaryzacje są transmitowane w pewnym stopniu.Tylko światło odbite pod kątem Brewstera jest spolaryzowane.
tutaj możesz zgłaszać pytania i komentarze. O ile zostaną zaakceptowane przez autora, pojawią się powyżej tego akapitu wraz z odpowiedzią autora. Autor decyduje o akceptacji na podstawie określonych kryteriów. Zasadniczo kwestia ta musi mieć wystarczająco szerokie znaczenie.
proszę nie wpisywać tutaj danych osobowych, w przeciwnym razie wkrótce je usuniemy. (Zobacz także naszą Politykę prywatności.) Jeśli chcesz otrzymywać osobiste opinie lub porady od autora, skontaktuj się z nim np. poprzez e-mail.
przesyłając informacje, wyrażasz zgodę na ewentualną publikację swoich danych na naszej stronie internetowej zgodnie z naszymi zasadami. (Jeśli później wycofasz swoją zgodę, usuniemy te dane wejściowe.) Ponieważ twoje wkłady są najpierw recenzowane przez autora, mogą one zostać opublikowane z pewnym opóźnieniem.
i inne artykuły z kategorii Optyka ogólna
 |
Jeśli podoba Ci się ta strona, Udostępnij link znajomym i współpracownikom, np. za pośrednictwem mediów społecznościowych: te przyciski udostępniania są zaimplementowane w sposób przyjazny dla prywatności! |
