O ângulo de Brewster é o ângulo de incidência no qual a luz refletida em uma fronteira entre dois meios transparentes torna-se completamente polarizada. Estudantes de óptica, fotógrafos e qualquer pessoa que trabalhe com filtros polarizadores ou cavidades de laser enfrentam essa relação constantemente – este artigo explica de onde vem a fórmula e para que é usada.
Como funciona a fórmula
O ângulo de Brewster satisfaz θB = arctan(n2/n1), onde n1 e n2 são os índices de refração dos dois meios que a luz viaja entre eles. A relação cai diretamente da lei de Snell (n1·sinθ1 = n2·sinθ2) combinada com a condição geométrica de que, em θB, o raio refletido e o raio refratado são exatamente perpendiculares entre si (eles somam 90°).
Como o campo elétrico do raio refletido teria que oscilar ao longo de sua própria direção de deslocamento para irradiar um componente polarizado p sob esta geometria - que a radiação dipolo clássica proíbe - o O componente p-polarizado da reflexão desaparece inteiramente em θB. Apenas o componente polarizado s (oscilando perpendicularmente ao plano de incidência) sobrevive, de modo que o feixe refletido é totalmente polarizado.
Entradas e o que elas significam
n1 e n2 são índices de refração — números adimensionais com valores típicos de 1,0 para ar/vácuo, cerca de 1,33 para água e cerca de 1,5 para vidro comum. A ordem importa: n1 é o meio em que a luz começa, n2 é o meio em que ela entra. O ângulo de Brewster é sempre medido a partir da normal (a linha perpendicular à superfície), e não da superfície em si.
A guia Solve Index espera um ângulo de Brewster medido em graus, estritamente entre 0° e 90°, junto com o índice conhecido do primeiro meio.
Limites e casos extremos
A fórmula assume que ambos os meios são dielétricos transparentes e não absorventes - ela não se aplica diretamente a metais ou outros materiais absorventes/condutores, onde o mínimo de refletância (o ângulo pseudo-Brewster) normalmente não é um zero verdadeiro e envolve um cálculo de Fresnel mais complexo com índices de refração complexos. reflexões, não é totalmente polarizado mesmo perto de θB. Para metais, óptica de alta precisão ou revestimentos multicamadas, consulte a modelagem completa da equação de Fresnel em vez desta fórmula de interface única.