تُعرف زاوية بروستر، التي سميت على اسم الفيزيائي الاسكتلندي السير ديفيد بروستر، بظاهرة رائعة في البصريات تصف زاوية سقوط محددة حيث ينتقل الضوء المستقطب موازياً لِمستوى السقوط بالكامل عبر واجهة بين وسطين، دون انعكاس. تُطبق هذه الزاوية في مجالات متعددة بشكل ملحوظ، بدءًا من الطلاءات البصرية إلى النظارات الشمسية المستقطبة.
فهم زاوية بروستر
عندما يصطدم الضوء بواجهة بين وسطين، مثل الهواء والزجاج، يمكن أن ينعكس وينكسر. يمكن أن يكون الضوء المنعكس مستقطبًا، مما يعني أن مجاله الكهربائي يهتز في اتجاه معين. زاوية بروستر هي زاوية السقوط حيث يكون الضوء المنعكس مستقطبًا بالكامل عموديًا على مستوى السقوط.
الفيزياء وراء ذلك
تنشأ زاوية بروستر من تفاعل الضوء مع الإلكترونات في المادة. عندما يكون الضوء مستقطبًا موازياً لِمستوى السقوط، يتفاعل المجال الكهربائي لموجة الضوء مع الإلكترونات في المادة، مما يجعلها تهتز في نفس الاتجاه. تولد هذه التذبذبات موجة ثانوية تلغي الموجة المنعكسة عند زاوية بروستر.
زاوية بروستر للاستقطابات المختلفة
بالنسبة للاستقطاب العمودي (المجال الكهربائي عمودي على مستوى السقوط)، لا توجد زاوية بروستر للمواد غير المغناطيسية. ويرجع ذلك إلى أن المجال الكهربائي لا يتفاعل مع الإلكترونات بنفس الطريقة، وبالتالي لا يحدث إلغاء للموجة المنعكسة.
صيغة زاوية بروستر
يمكن حساب زاوية بروستر باستخدام الصيغة التالية:
tan θ_B = n₂/n₁
حيث:
تطبيقات زاوية بروستر
تتمتع زاوية بروستر بتطبيقات عملية متعددة، تشمل:
الاستنتاج
تُعد زاوية بروستر ظاهرة بصرية رائعة ذات تطبيقات عملية متعددة. من خلال فهم المبادئ الكامنة وراء هذه الزاوية الخاصة، يمكننا تصميم وتحسين الأجهزة البصرية، وتقليل الانعكاسات غير المرغوب فيها، وتعزيز كفاءة نقل الضوء.
Comments