Sudut Brewster adalah sudut datang ketika cahaya yang dipantulkan dari batas antara dua media transparan menjadi terpolarisasi sempurna. Pelajar optik, fotografer, dan siapa pun yang bekerja dengan filter polarisasi atau rongga laser terus-menerus mengalami hubungan ini — artikel ini menjelaskan dari mana rumus tersebut berasal dan kegunaannya.
Bagaimana rumusnya bekerja
Sudut Brewster memenuhi θB = arctan(n2/n1), dengan n1 dan n2 adalah indeks bias dari dua media yang dilalui cahaya. Hubungan tersebut tidak sesuai dengan hukum Snell (n1·sinθ1 = n2·sinθ2) yang dikombinasikan dengan kondisi geometri bahwa, pada θB, sinar pantul dan sinar bias tepat tegak lurus satu sama lain (jumlahnya menjadi 90°).
Karena medan listrik sinar pantul harus berosilasi sepanjang arah rambatnya untuk memancarkan komponen terpolarisasi p dalam geometri ini — yang dilarang oleh radiasi dipol klasik — terpolarisasi p komponen refleksi hilang seluruhnya di θB. Hanya komponen terpolarisasi s (osilasi tegak lurus terhadap bidang datang) yang bertahan, sehingga sinar pantul terpolarisasi penuh.
Masukan dan artinya
n1 dan n2 adalah indeks bias — bilangan tak berdimensi dengan nilai tipikal 1,0 untuk udara/vakum, sekitar 1,33 untuk air, dan sekitar 1,5 untuk kaca biasa. Urutannya penting: n1 adalah medium tempat cahaya mulai masuk, n2 adalah medium yang dimasukinya. Sudut Brewster selalu diukur dari garis normal (garis tegak lurus permukaan), bukan dari permukaan itu sendiri.
Tab Solve Index memperkirakan sudut Brewster diukur dalam derajat, antara 0° dan 90°, bersama dengan indeks media pertama yang diketahui.
Batasan dan kasus tepi
Rumus ini mengasumsikan kedua media bersifat transparan, dielektrik yang tidak menyerap — rumus ini tidak berlaku langsung pada logam atau bahan penyerap/penghantar lainnya, dengan reflektansi minimum (sudut pseudo-Brewster) biasanya bukan nol dan melibatkan perhitungan Fresnel yang lebih kompleks dengan indeks bias yang kompleks.
Sudut Brewster juga hanya mempolarisasikan sepenuhnya sinar yang dipantulkan secara spekuler — cahaya tersebar secara difus dari permukaan kasar, atau ditransmisikan melalui beberapa pantulan internal, tidak sepenuhnya terpolarisasi bahkan di dekat θB. Untuk logam, optik presisi tinggi, atau pelapis multilapis, lihat pemodelan persamaan Fresnel lengkap, bukan rumus antarmuka tunggal ini.