când lumina afectează o limită plană între două medii transparente diferite, în general, cel puțin o parte din puterea sa optică este reflectată.Cu toate acestea, pentru un anumit unghi de incidență, care se numește unghiul lui Brewster (după Sir David Brewster) sau uneori unghiul polarizant, această reflecție nu are loc cu condiția ca lumina să fie p-polarizată.Ultima condiție înseamnă că direcția de polarizare (adică direcția în care oscilează vectorul câmpului electric) se află în planul de incidență.Pentru lumina polarizată s, reflectivitatea este chiar mai mare decât pentru lumina cu incidență normală la limită.
magnitudinea unghiului lui Brewster depinde de indicii de refracție ai mediilor optice implicate și poate fi calculată cu legea lui Brewster:
aici, N1 și n2 sunt indicii de refracție ai mediului fasciculului de intrare și, respectiv, al celuilalt mediu.Se poate arăta că suma unghiurilor din ambele medii (în raport cu direcția pentru incidența normală) este de 90 de centime.
ca exemplu numeric, se poate considera lumina care vine din aer (N1 & aprox; 1) la un pahar cu n2 = 1,5.Pentru această situație, se poate calcula că unghiul lui Brewster este & aprox; 56,3 inkt.Figura 2 prezintă unghiul lui Brewster în funcție de raportul dintre indicii de refracție – sau indicele de refracție al celui de-al doilea mediu, dacă primul mediu are n1 = 1.
pentru interfețele dintre medii cu indici de refracție similari, unghiul lui Brewster este aproape de 45 de la sută.Reflecțiile sunt oricum slabe în astfel de cazuri.
pentru lumina incidentă nepolarizată la unghiul lui Brewster, lumina reflectată este complet polarizată s, deoarece nu există reflexie pentru lumina polarizată P.Termenul „unghi polarizant” provine din acest fapt.
în general, reflectivitățile la astfel de suprafețe pot fi calculate folosind ecuații Fresnel.Cu aceasta, se poate calcula, de exemplu, reflectivitatea efectivă pentru un fascicul laser cu divergență finită ca medie ponderată a reflectivităților pentru diferite componente unghiulare.În general, astfel de reflectivități eficiente sunt destul de mici, deoarece majoritatea fasciculelor laser au o mică divergență.
pentru o înțelegere calitativă a reflectivității de dispariție, se poate lua în considerare polarizarea electrică oscilantă în al doilea mediu, care este perpendiculară pe direcția reflectării de dispariție beam.It este bine cunoscut faptul că dipolii nu emit radiații exact în direcția oscilației lor.Cu toate acestea, acea imagine nu oferă o explicație reală; de exemplu, nu este clar de ce direcția polarizării electrice în al doilea mediu ar trebui să fie relevantă, deși fasciculul reflectat s-ar propaga în primul mediu.
exploatarea tehnică a unghiului Brewster
elementele optice din rezonatoarele laser sau alte setări optice sunt adesea orientate astfel încât un fascicul laser care se propagă prin ele să fie la unghiul Brewster.În acest fel, pierderile de reflexie sunt evitate pentru lumina polarizată p fără a necesita acoperiri antireflexie.Avantajul nu este numai că astfel de acoperiri nu sunt necesare, ci și că reflectivitățile eficiente realizate în mod realist sunt de obicei mai mici cu această tehnică.Cu toate acestea, din această abordare pot rezulta diverse dezavantaje – de exemplu, astigmatismul grinzilor focalizate, care pot necesita componente suplimentare sau detalii de proiectare pentru a evita efectele dăunătoare.
exemple pentru elementele optice care sunt adesea folosite la unghiul Brewster sunt cristalele laser, tunerele birefringente, perechile de prisme pentru reglarea lungimii de undă sau compensarea dispersiei și ferestrele Brewster în gaz lasers.In în cazul prismelor, această tehnică poate funcționa desigur la fața de intrare și ieșire numai dacă unghiul dintre cele două suprafețe este ales corect.De exemplu, pentru o prismă din silice topită (SiO2) și lungimea de undă de 1064 nm, unde indicele de refracție este de 1,486, unghiul ideal dintre suprafețele prismei ar fi de 67,9%.Atunci când se utilizează în schimb un unghi de 65 de centimi, pierderile de reflexie pentru o cale simetrică prin cristal sunt &aprox;0,7% în total.Pentru 60 de persoane, această pierdere ar crește deja la 3,8%.Pentru un pahar ca SF10, având un indice de refracție mai mare de & aprox; 1,7 la 1064 nm, unghiul ideal al prismei ar fi la 60,8 inkt, iar la alegerea valorii comune de 60 inkt, pierderile de reflexie sunt încă destul de mici (0,2% total).
în principiu, se poate obține o atenuare puternică și reglabilă a unui fascicul laser polarizat reflectându-l, de exemplu, pe o suprafață de sticlă cu un unghi de incidență apropiat de unghiul lui Brewster.Problema acestei tehnici este însă că reflectivitatea pentru lumina polarizată s este apoi mult mai mare; chiar dacă fasciculul de intrare este destul de bine polarizat, o mică componentă polarizată s a acesteia ar putea juca un rol dominant în reflectată beam.As explicat în articolul despre pierderea depolarizării, unele componente polarizate s pot fi generate cu ușurință în anumite circumstanțe.
reflexiile optice deranjante de pe suprafețele apei pot fi atenuate substanțial cu ochelari polarizați, transmițând doar lumină polarizată vertical.Deși unghiul de incidență al luminii solare se poate abate adesea substanțial de la unghiul lui Brewster, reflectivitatea pentru polarizarea p este în general mult mai mică decât pentru lumina polarizată S.
întrebări și comentarii de la utilizatori
de ce nu există unghiul Brewster pentru polarizarea s?
răspunsul autorului:
numai pentru polarizarea p, putem avea situația că pentru un unghi adecvat de incidență direcția câmpului E în mediu este perpendiculară pe direcția în care ar merge lumina reflectată.În aceste condiții, nici o lumină nu poate merge acolo.Pentru S polarizare, care nu se poate întâmpla.
este lumina blocată de ochelari de soare s-polarizat lumina reflectată la unghiul Brewster?
ce ar trebui să fac dacă vreau să fac un fascicul de lumină polarizat?Pot să introduc o placă Brewster și să ajustez unghiul la unghiul lui Brewster?Este lumina transmisă detectată de pe placa Brewster polarizată în această stare?
răspuns de la autor:
ochelarii de soare funcționează pe baza absorbției și reflecției dependente de lungimea de undă, nu pe baza polarizării.
deși transmisivitatea unei plăci Brewster este dependentă de polarizare, nu este complet polarizată, deoarece ambele polarizări sunt transmise într-o oarecare măsură.Doar lumina reflectată la unghiul lui Brewster este polarizată.
aici puteți trimite întrebări și comentarii. În măsura în care sunt acceptate de autor, acestea vor apărea deasupra acestui paragraf împreună cu răspunsul autorului. Autorul va decide asupra Acceptării pe baza anumitor criterii. În esență, problema trebuie să aibă un interes suficient de larg.
vă rugăm să nu introduceți date personale aici; altfel le-am șterge în curând. (A se vedea, de asemenea, declarația noastră de confidențialitate.) Dacă doriți să primiți feedback personal sau consultanță de la autor, vă rugăm să-l contactați, de exemplu, prin e-mail.
prin trimiterea informațiilor, vă dați consimțământul pentru publicarea potențială a intrărilor dvs. pe site-ul nostru web în conformitate cu regulile noastre. (Dacă vă retrageți ulterior consimțământul, vom șterge aceste intrări.) Deoarece intrările dvs. sunt revizuite pentru prima dată de autor, acestea pot fi publicate cu o anumită întârziere.
Vezi și: Plăci Brewster, ferestre Brewster, ferestre optice, acoperiri antireflexie
și alte articole din categoria optică generală
 |
dacă vă place această pagină, vă rugăm să partajați linkul cu prietenii și colegii dvs., de exemplu prin intermediul rețelelor sociale:
aceste butoane de partajare sunt implementate într-un mod prietenos cu confidențialitatea! |
