布儒斯特角

维基百科,自由的百科全书
跳转至: 导航搜索
Brewsters-angle.svg

布儒斯特角Brewster angle),又稱為起偏振角,當入射自然光以此角度射入介面时,反射光是线偏振光,並且與折射光线互相垂直[1]。此角度是以蘇格蘭物理學家大衛·布儒斯特(1781年–1868年)命名的[2][3]

理論[编辑]

當自然光在兩種各向同性介電質的分界面上反射和折射時,光的偏振狀態會改變。通常情況下,反射光和折射光不再是自然光,而是部分偏振光,而且在反射光中垂直於入射面的光振動要多於平行振動,而折射光則相反。反射光的偏振化程度與入射角有關,當入射角度等於布儒斯特角時,反射光就成為只有垂直於入射面的線偏振光[4][5]

布儒斯特角等于两种介质的折光率之比的反正切

设θ1为入射角,θ2为折射角。根據斯涅尔定律有:

如果反射角和折射角垂直,则:

整理,得:

其中n1n2为该两种介质的折射率

应用[编辑]

偏振墨镜使用了布儒斯特角的原理来减少从水面或者路面反射的偏振光[6]

摄影师利用相同的原理来减少水面、玻璃或者其他非金属反射的太阳光[6]

相機用偏振光鏡頭在兩種角度下所拍攝的玻璃窗畫面。在左邊的照片裡,鏡頭的偏振角和反射光同向。右邊的照片裡,鏡頭的偏振角則是和反射光垂直,消除了玻璃窗上所反射的陽光。

參考資料[编辑]

  1. ^ 马育栋. 布儒斯特定律的理论解释 (PDF). 济宁学院物理系. [2016-05-27] (中文). 
  2. ^ David Brewster (1815) "On the laws which regulate the polarisation of light by reflection from transparent bodies," Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 105: 125-159.
  3. ^ Lakhtakia, Akhlesh. Would Brewster recognize today's Brewster angle? (PDF). Optics News (OSA). June 1989, 15 (6): 14–18. doi:10.1364/ON.15.6.000014. 
  4. ^ 張三慧. 大學物理學 熱學、光學、量子物理(第三版)B版. 清華大學出版社. 2009-02: 250. 
  5. ^ 布魯斯特角 (Brewster's angle):. 雷射知識網. [2016-05-27] (中文). 
  6. ^ 6.0 6.1 周泓宇 樊智慧. 浅谈布儒斯特角及其光学应用. 大连理工大学物理与光电工程学院. [2016-05-31] (中文).