quando a luz colide com uma fronteira plana entre dois meios transparentes diferentes, geralmente pelo menos uma parte da sua potência óptica é refletida.No entanto, para um ângulo particular de incidência, que é chamado de ângulo de Brewster (depois de Sir David Brewster) ou às vezes ângulo polarizante, essa reflexão não ocorre desde que a luz seja polarizada.A última condição significa que a direção de polarização (i.e., a direção na qual o vetor de campo elétrico oscila) está dentro do plano de incidência.Para a luz polarizada, a refletividade é ainda maior do que para a luz com incidência normal na fronteira.
A magnitude do ângulo de Brewster depende dos índices de refração dos envolvidos mídia óptica e pode ser calculado com a lei de Brewster:
Aqui, n1 e n2 são os índices de refração de um meio de entrada do feixe e outro médio, respectivamente.Pode-se mostrar que a soma dos ângulos em ambos os meios (em relação à direção para a incidência normal) é de 90°.
como exemplo numérico, pode-se considerar a luz vinda do ar (n1 &aprox; 1) para um vidro com n2 = 1,5.Para esta situação, pode-se calcular que o ângulo de Brewster é &aprox;56,3°.A figura 2 mostra o ângulo de Brewster como uma função da razão dos índices de refração-ou o índice de refração do segundo meio, se o primeiro meio tem n1 = 1.
para interfaces entre meios com índices refrativos semelhantes, o ângulo de Brewster é próximo de 45°.Os reflexos são, de qualquer forma, fracos nesses casos.
For unpolarized incident light at Brewster’s angle, the reflected light is fully s-polarized, as there is no reflection for p-polarized light.O termo “ângulo polarizante” vem desse fato.
geralmente, refletividade em tais superfícies pode ser calculada usando equações de Fresnel.Com isso, pode-se, por exemplo, calcular a refletividade efetiva para um feixe laser com divergência finita como uma média ponderada de refletividade para diferentes componentes angulares.Geralmente, tais refletividades efetivas são bastante pequenas, porque a maioria dos feixes laser têm uma pequena divergência.
Para uma compreensão qualitativa da fuga de refletividade, pode-se considerar o elétrico oscilante da polarização no segundo meio, que é perpendicular ao sentido da fuga feixe refletido.É bem conhecido que os dipolos não emitem radiação exatamente na direção de sua oscilação.No entanto, essa imagem não está fornecendo uma explicação real; por exemplo, não é claro por que a direção de polarização elétrica no segundo meio deve ser relevante, embora o feixe refletido se propague no primeiro meio.
Técnico de Exploração de Brewster é o Ângulo
elementos de Óptica laser ressonadores ou outra óptica configurações são geralmente orientados de tal forma que um feixe de laser propagando-se através deles é em ângulo de Brewster.Dessa forma, as perdas de reflexão são evitadas para a luz polarizada em p, sem exigir qualquer revestimento anti-reflexão.A vantagem não é apenas que tais revestimentos não são necessários, mas também que as refletividades efetivas realizadas de forma realista são tipicamente mais baixas com essa técnica.No entanto, várias desvantagens podem resultar dessa abordagem – por exemplo, astigmatismo de vigas focadas, que pode exigir componentes adicionais ou detalhes de design, a fim de evitar efeitos prejudiciais.Exemplos de elementos ópticos que são frequentemente utilizados no ângulo de Brewster são cristais laser, Sintonizadores birefringentes, pares prism para ajuste de comprimento de onda ou compensação de dispersão, e janelas Brewster em gás lasers.In caso de prismas, esta técnica pode, naturalmente, trabalhar na face de entrada e saída apenas se o ângulo entre as duas superfícies for escolhido corretamente.Por exemplo, para um prisma feito de sílica fundida (SiO2) e o comprimento de onda de 1064 nm, onde o índice de refração é 1.486, o ângulo ideal entre o prisma superfícies seria 67.9°.Quando um ângulo de 65° é usado em vez disso, as perdas de reflexão para um caminho simétrico através do cristal são &aprox;0,7% no total.Para 60°, essa perda já subiria para 3,8%.Para um vidro como o SF10, com um índice de refração maior de &aprox;1,7 a 1064 nm, o ângulo de prisma ideal seria de 60,8°, e ao escolher o valor comum de 60°, as perdas de reflexão ainda são bastante pequenas (0,2% total).Em princípio, pode-se obter uma atenuação forte e ajustável de um raio laser polarizado refletindo-o, por exemplo, numa superfície de vidro com um ângulo de incidência próximo do ângulo de Brewster.O problema dessa técnica, no entanto, é que a refletividade para s-luz polarizada, em seguida, é muito maior; mesmo se a entrada do feixe é muito bem polarizada, um pequeno s-polarizada componente poderia desempenhar um papel dominante no feixe refletido.Como explicado no artigo sobre a despolarização perda, alguns s-polarizada componentes podem ser facilmente gerados em determinadas circunstâncias.
as reflexões ópticas perturbadoras das superfícies de água podem ser substancialmente atenuadas por óculos polarizantes, transmitindo apenas luz verticalmente polarizada.Embora o ângulo de incidência da luz solar muitas vezes se desvie substancialmente do ângulo de Brewster, a refletividade para a luz polarizada p é geralmente muito menor do que para a luz polarizada s -.
perguntas e comentários de Usuários
por que não há ângulo de Brewster para a polarização s -?Resposta do autor:
somente para polarização p, Podemos ter a situação de que para um ângulo adequado de incidência a direção do campo E no meio é perpendicular à direção na qual a luz refletida iria.Sob essas condições, nenhuma luz pode ir lá.Para a polarização s, isso não poderia acontecer.
a luz é bloqueada por óculos de sol, luz polarizada, reflectida no ângulo de Brewster?O que devo fazer se quiser fazer um feixe de luz polarizado?Posso inserir uma placa de Brewster e ajustar o ângulo do Brewster?A luz transmitida é detectada da placa de Brewster polarizada nesta condição?Resposta do autor:
Óculos De Sol funcionam com base na absorção e reflexão dependentes do comprimento de onda, não com base na polarização.
embora a transmissividade de uma placa de Brewster seja dependente da polarização, ela não é totalmente polarizada, uma vez que ambas polarizações são transmitidas em certa medida.Apenas a luz refletida no ângulo de Brewster é polarizada.
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