زاوية الاستقطاب

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
رسم توضيحي لظاهرة استقطاب الضوء

زاوية الاستقطاب أو تعرف باسم زاوية بريفيستر (بالإنجليزية: Brewster's angle) هي ظاهرة بصرية سميت على اسم العالم الفيزيائي السكوتلندي دايفيد بريفيستر (17811868) (بالإنجليزية: David Brewster).

الإستقطاب الضوئي[عدل]

الضوء عادة غير مستقطب (بمعنى أن موجاته الكهرومغناطيسية تنتشر في كل مكان عشوائيا) و يكون الضوء غير المستقطب أضعف من الضوء غير المستقطب ،كضوء الليزر الذي يتم تركيزه في مجال معين من الطول الموجي و التردد.

عندما يمر الضوء بين وسطين لهما معامل الانعكاس مختلف، بشكل عام ينعكس جزء من الضوء عند الحدود بين المادتين وينكسر الجزء الآخر و الاستقطاب يكون جزئيا. ولكن عند زاوية ميلان محددة للشعاع الضوئي، فإن الجزء المنعكس من الضوء يكون مستقطباً استقطابا خطياً، و هذا هو الجزء العمودي على مستوى السقوط، وهذه الزاوية هي ما يطلق عليها اسم زاوية الاستقطاب.[1]

قانون بريفيستر[عدل]

زاوية السقوط \theta_{B} التي عندها يكون الضوء المنعكس مستقطب استقطابا خطياًَ عمودياً، عند انعكاسه من الحاجز الذي بفصل المادتين (الماء و الهواء مثلاً) و التي تسمى (brewster angle) يمكن حسابها باستخدام قانون الانكسار و بمراعاة ان الضوء الساقط يهيج إلكترونات المادة الساقط عليها و يكون لها أقطابا (dipoles) موجبة و سالبة، و تكون حركتها (تهيجها) بنفس اتجاه الإستقطاب للضوء، فإذا كان الضوء المنعكس خطيا عموديا فإن الأقطاب المتولدة تكون أيضاً عمودية (الصورة: brewster angle).

نقترح أن الشعاع الضوئي قادم من الهواء الذي له معامل انكسار (n1=1) تقريباً و يسقط على مادة معامل انكسارها أكثر من 1 (كما هو الحال عند سقوط أشعة الشمس على مياه البحر (نقترح n2=2))، فإن قانون الانكسار يعطي التالي:

زاوية بريفستر تبين المثال عند سقوط شعاع على حاجز بين مادتين لهما معامل انكسار (n) مختلف كالشعاع الساقط من الهواء على الماء
n_1 \sin \left( \theta_1 \right) =n_2 \sin \left( \theta_2 \right)

عند زاوية بريفستر فإن الجزء المنكسر من الشعاع الساقط يكون عموديا على الجزء المنعكس:

\theta_1 = \theta_\mathrm{B}
\theta_2 = 90^\circ - \theta_\mathrm{B}

باستخدام قانون الانكسار ينتج: \theta_1 تساوي \theta_\mathrm{a}

n_1 \sin \left( \theta_\mathrm{B} \right) =n_2 \sin \left( 90^\circ - \theta_\mathrm{B} \right)=n_2 \cos \left( \theta_\mathrm{B} \right)
\theta_\mathrm{B} = \arctan \left( \frac{n_2}{n_1} \right)

(قانون بريفستر).

مثال عملي[عدل]

بما أن الشعاع المستقطب (بأثر الإنكسار أو الإنعكاس) أقوى من الشعاع عير المستقطب، فإنه يلاحظ و يُرى بدرجة أكبر بكثير من الشعاع غير المستقطب. فعند غروب الشمس على مياه البحر بزاوية بريفستر (بين الشعاع الساقط من الشمس و العمود الرئسي على الحاجز هواء-ماء) فإننا نرى الجزء المستقطب و المنعكس إلى أبصارنا بسبب لمعانه أكثر من الضوء غير المستقطب و هذا ما يفسر أنك تكاد لا ترى ما حول شيء مستقطب لامع و لهذا نرى في مثالنا هذا انعكاس الأشعة القوي على الأمواج و لا نكاد نرى الأمواج ذاتها.

المصادر[عدل]


Science.jpg
هذه بذرة مقالة عن الفيزياء بحاجة للتوسيع. شارك في تحريرها.
Lens triplet.svg هذه المقالة بذرة عن البصريات تحتاج للنمو والتحسين؛ فساهم في إثرائها بالمشاركة في تحريرها.
  1. ^ https://de.wikipedia.org/wiki/Brewster-Winkel