Isi
Sudut Brewster, dinamai sesuai dengan fisikawan Skotlandia David Brewster, adalah sudut penting dalam studi refraksi cahaya. Ketika cahaya menghantam permukaan seperti badan air, sebagian cahaya memantul dari permukaan sementara sebagian menembus ke dalamnya. Namun, cahaya yang menembus tidak harus berlanjut dalam garis lurus; sebuah fenomena yang dikenal sebagai refraksi mengubah sudut di mana cahaya bergerak. Anda dapat melihat ini sendiri dengan melihat sedotan dalam segelas air; bagian sedotan yang terlihat di atas air tidak terlihat sepenuhnya terhubung dengan apa yang Anda lihat di dalam air. Itu karena sudut cahaya berubah karena pembiasan, mengubah cara mata Anda menginterpretasikan apa yang mereka lihat.
Pada sudut tertentu, pembiasan cahaya diminimalkan; ini adalah sudut Brewster. Sementara beberapa pembiasan masih terjadi, itu kurang dari apa yang akan Anda lihat di sudut lainnya. Sudut yang tepat sebagian tergantung pada substansi cahaya yang masuk, karena zat yang berbeda menyebabkan jumlah pembiasan yang berbeda ketika cahaya melewatinya. Untungnya, dimungkinkan untuk menghitung sudut Brewsters di hampir semua zat hanya dengan menerapkan sedikit trigonometri.
Sudut Polarisasi
Sudut Brewster menunjukkan tingkat optimal polarisasi yang dapat terjadi dalam bahan pembiasan. Artinya, cahaya yang memasuki material pada sudut tertentu ini tidak tersebar ke berbagai arah (yang menyebabkan pembiasan). Sebaliknya, cahaya terus bergerak di sepanjang jalur tunggal dengan hamburan minimal. Anda dapat melihat efek ini saat mengenakan kacamata hitam terpolarisasi; lensa memiliki lapisan yang dirancang untuk mengurangi hamburan dan menciptakan efek terpolarisasi, membiarkan Anda melihat melalui silau pada permukaan air dan tempat-tempat lain di mana hamburan cahaya membuatnya sulit untuk dilihat.
Karena sudut Brewster adalah sudut optimal untuk polarisasi pada material tertentu, Anda kadang-kadang melihatnya disebut sebagai "sudut polarisasi" dari material tersebut juga. Kedua istilah pada dasarnya berarti hal yang sama, jadi jangan khawatir jika Anda melihat satu sumber merujuk ke salah satu istilah dan sumber lain menggunakan yang lain.
Formula Brewster
Untuk menghitung sudut Brewster, Anda perlu menggunakan rumus trigonometri yang dikenal sebagai rumus Brewsters. Rumus itu sendiri diturunkan menggunakan aturan matematika yang dikenal sebagai Hukum Snells, tetapi Anda tidak perlu tahu cara membuat sendiri rumus untuk menggunakannya. Menggunakan θB untuk mewakili sudut Brewsters, persamaan untuk rumus Brewsters adalah: θB = arctan (n2/n1). Inilah uraian tentang apa artinya ini.
Dalam formula kami, θB mewakili sudut yang coba dihitung (sudut Brewsters). "Arctan" yang Anda lihat adalah arctangent, yang merupakan fungsi terbalik dari tangen; dalam kasus di mana y = tan (x), arctangent akan menjadi x = arctan (y). Dari sana kita punya n1 dan n2. Keduanya menunjukkan indeks bias material yang dilalui cahaya n1 menjadi bahan awal (seperti udara) dan n2 menjadi bahan kedua yang mencoba untuk memantulkan atau menyebarkan cahaya (seperti air.) Anda harus mencari indeks bias untuk melakukan perhitungan (lihat Sumberdaya).
Setelah Anda mencari indeks untuk materi Anda, Anda hanya perlu memasukkan angka dan menghitung arctangent Anda. Jangan lupakan itu n2 pergi di bagian atas fraksi Anda! Dengan menggunakan udara dan air sebagai contoh, Anda dapat melihat bahwa udara memiliki indeks bias sekitar 1,00 dan air (sekitar suhu kamar) memiliki indeks bias 1,33, dengan keduanya membulat ke dua titik desimal. Menempatkan mereka dalam formula, Anda dapatkan θB = arctan (1.33 / 1.00) atau θB = arctan (1,33). Anda dapat menghitung ini pada kalkulator ilmiah menggunakan tan-1 berfungsi jika Anda tidak memiliki tombol khusus Arktik; melakukan hal itu memberi kita θB = 0,9261 (dibulatkan ke empat tempat) atau sudut 92,61 derajat.