Was ist brewster winkel?

Brewster-Winkel

Der Brewster-Winkel, auch Polarisationswinkel genannt, ist ein Einfallswinkel, bei dem Licht mit einer bestimmten Polarisation verlustfrei durch eine dielektrische Oberfläche transmittiert wird. Bei diesem Winkel ist das reflektierte Licht vollständig senkrecht zur Einfallsebene polarisiert.

Definition

Der Brewster-Winkel (θ_B) ist definiert als:

θ_B = arctan(n₂/n₁)

wobei:

• n₁ der Brechungsindex des Mediums ist, aus dem das Licht einfällt (z.B. Luft).
• n₂ der Brechungsindex des Mediums ist, in das das Licht eintritt (z.B. Glas).

Physikalisches Prinzip

Am Brewster-Winkel sind die reflektierten und gebrochenen Strahlen um 90 Grad zueinander geneigt. Dies führt dazu, dass die Lichtwellen, die senkrecht zur Einfallsebene polarisiert sind, nicht reflektiert werden, da die Elektronen im dielektrischen Material nicht in diese Richtung schwingen können. Daher wird das reflektierte Licht vollständig in der Einfallsebene polarisiert. Für einen tiefergehenden Einblick kann der Artikel über Polarisation hilfreich sein.

Anwendung

Der Brewster-Winkel wird in verschiedenen optischen Anwendungen genutzt, darunter:

• Polarisatoren: Brewster-Fenster werden in Lasern verwendet, um ein polarisiertes Lichtbündel zu erzeugen. Mehr zu diesem Thema findest du unter Laser.
• Reduzierung von Reflexionen: In einigen optischen Systemen wird der Brewster-Winkel genutzt, um Reflexionen zu minimieren.
• Fotografie: Polarisationsfilter, die auf dem Prinzip des Brewster-Winkels basieren, werden in der Fotografie eingesetzt, um Reflexionen von nichtmetallischen Oberflächen zu reduzieren und den Kontrast zu erhöhen. Ein Blick auf Fotografie kann hier interessant sein.

Beispiel

Wenn Licht aus Luft (n₁ ≈ 1) auf Glas (n₂ ≈ 1.5) trifft, beträgt der Brewster-Winkel:

θ_B = arctan(1.5/1) ≈ 56.3°

Das bedeutet, dass Licht, das unter einem Winkel von etwa 56.3° auf die Glasoberfläche trifft, größtenteils gebrochen und das reflektierte Licht stark polarisiert wird.