NộI Dung
Góc bia, được đặt theo tên của nhà vật lý người Scotland David Brewster, là một góc quan trọng trong nghiên cứu về khúc xạ ánh sáng. Khi ánh sáng chiếu vào một bề mặt như một vùng nước, một số ánh sáng phản xạ khỏi bề mặt trong khi một số ánh sáng xuyên qua nó. Tuy nhiên, ánh sáng xuyên qua không nhất thiết phải tiếp tục theo một đường thẳng; một hiện tượng gọi là khúc xạ làm thay đổi góc mà ánh sáng truyền đi. Bạn có thể thấy điều này cho chính mình bằng cách nhìn vào một ống hút trong một cốc nước; phần ống hút nhìn thấy trên mặt nước trông không giống như kết nối hoàn toàn với những gì bạn nhìn thấy trong nước. Đó là bởi vì góc của ánh sáng thay đổi do khúc xạ, thay đổi cách mắt bạn diễn giải những gì họ đang nhìn thấy.
Ở một góc độ nhất định, khúc xạ ánh sáng được giảm thiểu; đây là góc bia. Trong khi một số khúc xạ vẫn xảy ra, nó ít hơn những gì bạn sẽ thấy ở bất kỳ góc độ nào khác. Góc chính xác phụ thuộc một phần vào chất mà ánh sáng đi vào, vì các chất khác nhau gây ra lượng khúc xạ khác nhau khi ánh sáng đi qua chúng. May mắn thay, có thể tính toán góc bia trong bất kỳ chất nào chỉ bằng cách áp dụng một chút lượng giác.
Góc phân cực
Góc bia cho thấy mức độ phân cực tối ưu có thể xảy ra trong vật liệu khúc xạ. Điều này có nghĩa là ánh sáng đi vào vật liệu ở góc cụ thể này không tán xạ theo nhiều hướng (đó là nguyên nhân gây khúc xạ.) Thay vào đó, ánh sáng tiếp tục truyền dọc theo một đường duy nhất với sự tán xạ tối thiểu. Bạn có thể thấy hiệu ứng này khi đeo kính râm phân cực; Các thấu kính có lớp phủ được thiết kế để giảm tán xạ và tạo hiệu ứng phân cực, cho phép bạn nhìn xuyên qua ánh sáng chói trên mặt nước và những nơi khác mà ánh sáng tán xạ làm cho khó nhìn thấy.
Bởi vì góc Bia là góc tối ưu để phân cực trong một vật liệu nhất định, đôi khi bạn sẽ thấy nó được gọi là "góc phân cực" của vật liệu. Cả hai thuật ngữ về cơ bản đều có nghĩa giống nhau, tuy nhiên, đừng lo lắng nếu bạn thấy một nguồn đề cập đến một trong các thuật ngữ và một nguồn khác sử dụng nguồn kia.
Công thức bia
Để tính toán góc của Bia, bạn cần sử dụng công thức lượng giác được gọi là công thức Bia. Bản thân công thức có nguồn gốc bằng cách sử dụng một quy tắc toán học được gọi là Luật Snells, nhưng bạn không cần phải biết cách tự xây dựng công thức để sử dụng nó. Sử dụng θB để biểu diễn góc của Brewsters, phương trình của công thức Brewsters là: θB = hồ quang (viết sai rồi2/viết sai rồi1). Đây là một sự cố về điều này có nghĩa là gì.
Trong công thức của chúng tôi, θB đại diện cho góc đã cố gắng tính toán (góc bia). "Arctan" bạn thấy là arctangent, là hàm nghịch đảo của tiếp tuyến; trong trường hợp y = tan (x), arctangent sẽ là x = hồ quang (y). Từ đó chúng ta có viết sai rồi1 và viết sai rồi2. Cả hai đều chỉ ra chỉ số khúc xạ của các vật liệu mà ánh sáng truyền qua, với viết sai rồi1 là nguyên liệu ban đầu (như không khí) và viết sai rồi2 là vật liệu thứ hai đang cố gắng phản xạ hoặc tán xạ ánh sáng (chẳng hạn như nước.) Bạn sẽ cần tìm kiếm các chỉ số khúc xạ để thực hiện phép tính (xem Tài nguyên).
Khi bạn đã tra cứu các chỉ số cho tài liệu của mình, bạn chỉ cần cắm các số vào và tính arctangent của bạn. Đừng quên điều đó viết sai rồi2 đi trên đầu phân số của bạn! Lấy không khí và nước làm ví dụ, bạn có thể thấy không khí có chiết suất khoảng 1,00 và nước (ở nhiệt độ phòng xấp xỉ) có chiết suất 1,33, với cả hai được làm tròn đến hai điểm thập phân. Đặt chúng trong công thức, bạn nhận được θB = arctan (1.33 / 1.00) hoặc θB = hồ quang (1.33). Bạn có thể tính toán điều này trên một máy tính khoa học bằng cách sử dụng tan-1 chức năng nếu bạn không có nút arctan chuyên dụng; làm như vậy cho chúng ta θB = 0,9261 (làm tròn đến bốn vị trí) hoặc một góc 92,61 độ.