<ص>
في حياتنا اليومية، كثيراً ما نصادف ضوءًا منعكسًا مبهرًا. على سبيل المثال، على الشاطئ تحت أشعة الشمس الحارقة أو على الماء، غالبًا ما يجعلنا وهج الضوء نشعر بعدم الارتياح. ولهذا السبب يختار العديد من الأشخاص ارتداء النظارات المستقطبة. يمكن إرجاع العلم وراء هذا النوع من العدسات، والذي يعد فعالاً في تقليل الوهج المنعكس من الأسطح الملساء، إلى مفهوم زاوية بروستر.
ما هي زاوية بروستر؟
<ص>
تشير زاوية بروستر إلى الحالة التي عندما يمر الضوء عبر سطح وسط شفاف بزاوية سقوط محددة، يمكن أن ينتقل استقطاب محدد للضوء بشكل كامل دون أي انعكاس. عندما يسقط ضوء غير مستقطب بهذه الزاوية، يحتفظ الضوء المنعكس بحالة الاستقطاب الكاملة. تم اكتشاف صيغة هذه الزاوية من قبل الفيزيائي الاسكتلندي ديفيد بروستر وتم تسميتها باسمه.
فيزياء زاوية بروستر
<ص>
عندما يواجه الضوء الحد الفاصل بين وسطين لهما معاملات انكسار مختلفة، يحدث عادة الانعكاس والانكسار. عندما يسقط الضوء بزاوية معينة، فإن الضوء المستقطب p (الضوء الذي يقع مجاله الكهربائي في نفس مستوى الضوء الساقط والوسط العمودي) لن ينعكس. يمكن التعبير عن زاوية السقوط هذه بالصيغة التالية:
θB = الظل القوسي (n2/n1)
<ص>
هنا، n1 هو معامل الانكسار للوسط الأول الذي يدخله الضوء، وn2 هو معامل الانكسار للوسط الثاني الذي يدخله الضوء. بسبب استقطاب الضوء والفرق في معامل الانكسار، تحدد زاوية بروستر العلاقة بين الضوء المنعكس والضوء المنكسر.
النظارات المستقطبة وزاوية بروستر
<ص>
تعمل مادة الفلتر المستقطب المستخدمة في النظارات المستقطبة على تقليل الوهج استنادًا إلى مبدأ زاوية بروستر. عندما يمر الضوء عبر سطح أملس (مثل الماء أو الرصيف)، فإن معظم الضوء يكون مستقطبًا s (ضوء مستقطب عمودي على مستوى السقوط)، وينعكس الضوء المستقطب p بشكل ضئيل. لذلك، يمكن للأشخاص الذين يرتدون النظارات المستقطبة حجب هذا الضوء المستقطب S، وبالتالي تقليل الوهج بشكل فعال وجعل الرؤية أكثر راحة.
تطبيق زاوية بروستر
<ص>
بالإضافة إلى استخدامها في النظارات المستقطبة، تُستخدم زاوية بروستر أيضًا على نطاق واسع في التصوير الفوتوغرافي والتصوير المجسم وتكنولوجيا الليزر. على سبيل المثال، يستخدم المصورون في كثير من الأحيان مرشحات الاستقطاب لإزالة الضوء المنعكس من الماء والأسطح الأخرى، مما يسهل عليهم التقاط الأشياء تحت الماء. في الوقت نفسه، عند تسجيل الهولوغرام، عادةً ما يسقط شعاع المرجع على زاوية بروستر للتخلص من تأثيرات التداخل غير الضرورية.
نافذة بروستر وركن بروستر الزائف
<ص>
في الليزر الغازي، يمكن أن يؤدي استخدام نوافذ بروستر إلى تقليل الخسارة الناتجة عن الانعكاس وتحسين كفاءة الليزر بشكل أكبر. زاوية شبه بروستر هي حالة أخرى حيث عندما يمتص السطح العاكس الضوء، تصل انعكاسية الضوء المستقطب p إلى حد أدنى غير صفري عند هذه الزاوية، وهو أمر قيم أيضًا في بعض التطبيقات البصرية.
خاتمة
<ص>
زاوية بروستر ليست مجرد مفهوم في الفيزياء، بل تلعب دورًا مهمًا في حياتنا، وخاصة في تقليل الانزعاج البصري. سواء كان الأمر يتعلق بالنظارات المستقطبة أو غيرها من المعدات البصرية، فإن مبدأ زاوية بروستر يعمل خلف الكواليس. علينا أن نفكر في الكيفية التي يمكن بها للمبادئ العلمية أن تجلب لنا الراحة والرفاهية في حياتنا اليومية، وما إذا كان هذا يمكن أن يمنحنا فهمًا أعمق لكل تفاصيل الحياة.