افتح القائمة الرئيسية

زاوية الاستقطاب

زاوية بروستر
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 الضوئيعدل

الضوء عادة غير مستقطب (بمعنى أن موجاته الكهرومغناطيسية تنتشر في كل مكان عشوائيا) و يكون الضوء غير المستقطب أضعف من الضوء 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 بريفيسترعدل

زاوية السقوط   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
 

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

 
 

باستخدام قانون الانكسار ينتج:   تساوي  

 
 

(قانون بريفستر).

مثال عمليعدل

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.

المصادرعدل

 
هذه بذرة مقالة عن الفيزياء بحاجة للتوسيع. شارك في تحريرها.
 
هذه بذرة مقالة عن البصريات بحاجة للتوسيع. شارك في تحريرها.