Brewster's Gesetz • James Trefil, Enzyklopädie "Zweihundert Gesetze des Universums"

Brewster-Gesetz

Licht besteht, wie jede elektromagnetische Strahlung, aus sich ausbreitenden Schwingungen von elektrischen und magnetischen Feldern, die im rechten Winkel zueinander stehen. Die Richtung des elektrischen Feldes bestimmt die Richtung, in der sich die elektrische Ladung mit dem Durchgang einer elektromagnetischen Welle bewegt. Polarisation Wellen nennen nur die Richtung des elektrischen Feldes in der Welle.

Lichtwellen können haben linear Polarisation (in diesem Fall treten die Schwingungen des elektrischen Feldes in einer festen Ebene auf), kreisförmig Polarisation (das elektrische Feld rotiert wie eine Zeigeruhr) oder elliptisch Polarisation (das elektrische Feld rotiert, während sein absoluter Wert von der Richtung abhängt). Das Brewster'sche Gesetz beschreibt die lineare Polarisation von Licht bei der Reflexion eines Strahls von einer Oberfläche. Nach diesem Gesetz ist das Licht bei einem bestimmten Einfallswinkel vollständig parallel zur Reflexionsfläche polarisiert, und die Größe dieses Winkels hängt von den Eigenschaften der reflektierenden Substanz ab. Der Einfallswinkel, bei dem die volle Polarisation des reflektierten und gebrochenen Lichts auftritt, wird als Einfallswinkel bezeichnet Brauer Winkelund seine Tangente ist gleich dem Brechungsindex der reflektierenden Substanz. Selbst bei Einfallswinkeln, die sich deutlich vom Brewster-Winkel unterscheiden, ist das Licht weitgehend polarisiert, aber in diesem Fall sind sowohl der gebrochene als auch der reflektierte Strahl durch eine elliptische Polarisation gekennzeichnet.

Der Brechungsindex von Licht in Materie ist gleich dem Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit in einem Vakuum zur Lichtgeschwindigkeit in einer Substanz. In gewöhnlichem Glas beträgt der Brechungsindex beispielsweise 1,5. Dies bedeutet, dass sich im Vakuum mit einer Geschwindigkeit von etwa 300.000 km / s in einem Glas ausbreitendes Licht mit einer Geschwindigkeit von nur etwa 200.000 km / s ausbreitet. Daher beträgt für Glas der Brewster-Winkel, bei dem die volle Polarisation auftritt, etwa 57 °.

Sie haben wahrscheinlich im Alltag auf das Phänomen der Polarisierung gestoßen. Insbesondere heutzutage machen Sonnenbrillen oft Blendschutz, und dies wird dank der Tatsache erreicht, dass polarisierte Linsen in ihnen eingefügt werden. Bei sonnigem Wetter ist das Licht, das von glänzenden Oberflächen (Glas, Stahl, Wasser) reflektiert wird, hauptsächlich in der horizontalen Ebene polarisiert (nach Brewster-Gesetz). Und die Gläser einer entspiegelten Sonnenbrille lassen nur Licht herein,vertikal polarisiert. Aus diesem Grund werden die meisten von den Objekten reflektierten Blendungen ausgelöscht und blenden uns nicht aus.

David BRUSTER
David Brewster, 1781-1868

Schottischer Physiker. Geboren in Jedborough. Er studierte Theologie an der Universität von Edinburgh, nahm das Priestertum an und wurde einer der Gründer der Free Scottish Church, verließ diese Karriere jedoch bald zugunsten eines Gelehrten und Popularisten der Wissenschaft. Er spezialisierte sich auf das Studium optischer Phänomene, vor allem Spektralphotonen und Polarisation, entdeckte das Gesetz, das seinen Namen trägt. Eine Art unsterblichen Ruhmes hat sich jedoch ereignet und 1816 ein Kaleidoskop erfunden. Von 1859 bis zu seinem Tod war Brewster der Rektor der Universität von Edinburgh.


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