什么是布儒斯特角(Brewster's Angle)?

发布时间:2023-08-16 00:00:00 阅读数: 365

布儒斯特角又称偏振角,是指由水平和垂直偏振组成的非偏振光束照射到具有两种不同折射率的材料表面时发生独特现象的角度。在这个特定的入射角度下,反射光变成水平偏振光,而透射光变成垂直偏振光。这种现象是光与介质(如玻璃或水)相互作用的结果。


它表示未偏振电磁波(EM 波)通过表面传输时分裂成垂直偏振电磁波的入射角度。在这种情况下,反射波只保留传入辐射的水平分量。相反,当入射的垂直极化电磁波以布儒斯特角入射时,不会发生反射。在这个特定角度,具有这种特定偏振态的光无法被反射。

布儒斯特定律 

布儒斯特定律以苏格兰物理学家大卫-布儒斯特爵士(Sir David Brewster)的名字命名,他于 1811 年提出该定律。它描述了光波与光的最大偏振角之间的关系。根据该定律,P 偏振光以特定角度入射到某些玻璃上时,会完全消失。P 偏振光是指电场平行于入射平面摆动的光线,光线是垂直偏振的。

该定律指出,当已知波长的非偏振光入射到透明物质表面时,在入射角处会发生最大平面偏振。这个角度是由物质对特定波长的折射率的正切来定义的。

反射光实现完全偏振的入射角称为偏振角。

介质的折射率 µ 由以下公式得出、

其中

ip 是偏振角

布儒斯特角度方程

布儒斯特角可以通过确保反射为零来确定,这可以用斯涅耳定律表示如下:

当 θi=θB 和 θi+θt=90º 时

因此

布儒斯特定律的应用

布儒斯特角的一个显著应用是在偏光太阳镜中。这种太阳镜利用布儒斯特角原理来减少阳光直射以及道路和水面等水平表面反射造成的眩光。通过阻挡水平偏振光,偏光太阳镜可以提高视觉清晰度,提供更舒适的观赏体验。

布鲁斯特角还可用于摄影。摄影师利用相机镜头上的偏振滤光镜来减少高反射表面的反光。通过将滤镜调整到布儒斯特角,摄影师可以有效地减少不必要的眩光,拍摄出清晰、不反光的图像。

它还可应用于各种光学系统和设备。例如,偏振分光镜、滤光镜和液晶显示器(LCD)都利用布儒斯特角来控制光的传输和反射。这样就能有效地操纵光的偏振以达到特定目的。

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