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スコットランドの物理学者デイビッド・ブリュースターにちなんで名付けられたブリュースター角は、光の屈折の研究における重要な角度です。水などの表面に光が当たると、光の一部は表面から反射し、一部は表面に浸透します。ただし、透過する光は必ずしも直線で続くとは限りません。屈折として知られる現象は、光が進む角度を変えます。コップ一杯の水の中のストローを見れば、これを自分で見ることができます。水の上に見えるストローの部分は、水の中に見えるものと完全につながっているようには見えません。それは、光の角度が屈折によって変化し、目が見ているものをあなたの目が解釈する方法を変えるためです。
特定の角度では、光の屈折が最小になります。これはブリュースター角です。多少の屈折はまだ発生しますが、他の角度で見られる屈折よりも小さくなります。正確な角度は、光が入射する物質によって異なります。これは、物質が異なると、光が通過するときに屈折量が異なるためです。幸いなことに、少しの三角法を適用するだけで、ほぼすべての物質でブリュースター角を計算できます。
偏光角
ブリュースター角は、屈折材料内で発生する可能性のある最適な偏光レベルを示します。つまり、この特定の角度で材料に入射する光は、複数の方向に散乱することはありません（これが屈折の原因です）。代わりに、光は散乱を最小限に抑えて単一の経路に沿って進み続けます。偏光サングラスをかけているときにこの効果を見ることができます。レンズには散乱を減らし、偏光効果を作り出すように設計されたコーティングが施されており、水面や光の散乱によって見えにくい場所のまぶしさを通して見ることができます。
ブリュースター角は、特定の材料の偏光に最適な角度であるため、材料の「偏光角」と呼ばれることもあります。ただし、両方の用語は本質的に同じことを意味しているため、あるソースが用語の1つを参照し、別のソースが他のソースを使用している場合は心配しないでください。
ブリュースターズフォーミュラ
ブリュースター角を計算するには、ブリュースター式と呼ばれる三角関数式を使用する必要があります。数式自体は、スネルの法則として知られる数学的ルールを使用して導出されますが、それを使用するために自分で数式を作成する方法を知る必要はありません。を使用して θB ブリュースターの角度を表すためのブリュースターの式の式は次のとおりです。 θB = arctan（n2/n1）。これが意味するものの内訳です。
私たちの式では、 θB 計算しようとした角度を表します（ブリュースター角）。表示される「アークタン」はアークタンジェントであり、タンジェントの逆関数です。の場合 y = tan（バツ）、アークタンジェントは バツ = arctan（y）。そこから n1 そして n2。これらは両方とも、光が通過する材料の屈折率を示します。 n1 最初の材料（空気など）であり、 n2 光（水など）を反射または散乱しようとする2番目の材料であること。計算を行うには屈折率を調べる必要があります（「参考文献」を参照）。
マテリアルのインデックスを調べたら、単に数値を入力してアークタンジェントを計算するだけです。忘れないで n2 あなたの分数の上に行きます！例として空気と水を使用すると、空気の屈折率は約1.00で、水（ほぼ室温）の屈折率は1.33であり、両方とも小数点以下2桁に丸められています。それらを式に入れると、 θB = arctan（1.33 / 1.00）または θB = arctan（1.33）。これは、tanを使用して関数電卓で計算できます-1 専用のアークタンボタンがない場合に機能します。そうすることで θB = 0.9261（4桁に四捨五入）または92.61度の角度。