Molecular Expressões Microscopia Primer: Técnicas Especializadas – Ângulo de Brewster – Interativo Java Tutorial
Microscopia de Luz Polarizada
Interativo Java Tutoriais
Brewster é o Ângulo
Luz que é refletida a partir da superfície plana de um dielétrico (ou isolamento) o material é muitas vezes parcialmente polarizada, com o elétrico vetores da luz reflectida vibrando em um plano que é paralela à superfície do material. Exemplos comuns de superfícies que refletem a luz polarizada São água imperturbada, vidro, plásticos em folhas e rodovias. Nestes casos, as ondas de luz que têm os vetores de campo elétrico paralelos à superfície são refletidas em maior grau do que aquelas com diferentes orientações. Este tutorial demonstra o efeito de polarização sobre a luz refletida em um ângulo específico (o ângulo de Brewster) a partir de um meio transparente.
o tutorial inicia com um raio de luz incidente com um comprimento de onda pré-selecionado (426 nanômetros) impactando a superfície de um meio dielétrico retangular de índice refrativo específico. Para operar o tutorial, use a barra de índice refrativo para variar o valor entre 1.0 e 3.0. Como este controle deslizante é traduzido, o ângulo de onda de luz incidente muda para manter o ângulo correto de Brewster para reflexão da luz polarizada. A barra de comprimento de onda pode ser utilizada para ajustar o comprimento de onda da onda de luz incidente. Embora variando o comprimento de onda não tem nenhuma influência nos cálculos do ângulo de Brewster, ele pode ajudar a melhorar o contraste para permitir uma visualização mais fácil do tutorial. Mover a barra de ângulo da vista roda a orientação rectangular média para dar diferentes vistas de perspectiva do fenómeno.
as propriedades ópticas da superfície isolante determinam a quantidade exata de luz refletida que é polarizada. Espelhos não são bons polarizadores, embora um amplo espectro de materiais transparentes atuem como muito bons polarizadores, mas apenas se o ângulo de luz incidente é orientado dentro de certos limites. Uma importante propriedade da luz polarizada refletida é que o grau de polarização é dependente do ângulo incidente da luz, com as quantidades crescentes de polarização sendo observados para a diminuição dos ângulos incidentes.
quando se considera a incidência de luz não polarizada em uma superfície isolante plana, há um ângulo único no qual as ondas de luz refletidas são todas polarizadas em um único plano. Este ângulo é comumente referido como o ângulo de Brewster, e pode ser facilmente calculado utilizando a seguinte equação para um feixe de luz viajando através do ar:
where N is the refractive index of the medium from which the light is reflected, q(i) is the angle of incidence, and q(r) is the angle of refraction. Ao examinar a equação, torna-se óbvio que o índice de refração de um espécime desconhecido pode ser determinado pelo ângulo de Brewster. Esta característica é particularmente útil no caso de materiais opacos que possuem altos coeficientes de absorção para a luz transmitida, tornando inaplicável a fórmula habitual da Lei de Snell. Determinar a quantidade de polarização através de técnicas de reflexão também facilita a busca do eixo polarizante em uma folha de película polarizante que não está marcada.
o princípio por trás do ângulo de Brewster é ilustrado na Figura 1 para um único raio de luz refletindo a partir da superfície plana de um meio transparente com um índice de refração mais elevado do que o ar. O raio incidente é desenhado com apenas dois planos de vibração do vetor elétrico, mas pretende-se representar a luz com vibrações em todos os planos perpendiculares à direção de propagação. Quando o feixe chega à superfície em um ângulo crítico (Brewster é o ângulo; representado pela variável q na Figura 1), o grau de polarização do feixe refletido é de 100 por cento, com a orientação dos vetores elétricos deitado perpendicular ao plano de incidência e paralela à superfície reflectora. O plano de incidência é definido pelo incidente, refratado e ondas refletidas. O raio refratado é orientado a um ângulo de 90 graus a partir do raio refletido e é apenas parcialmente polarizado.
para água (índice de refração de 1.333), vidro (Índice de refração de 1.515), e diamond (Índice de refração de 2.417), os ângulos críticos (Brewster) são 53, 57 e 67,5 graus, respectivamente. A luz refletida a partir de uma superfície de estrada no ângulo de Brewster muitas vezes produz brilho irritante e distrativo, o que pode ser demonstrado muito facilmente através da visualização da parte distante de uma estrada ou da superfície de uma piscina em um dia quente e ensolarado. Lasers modernos geralmente se aproveitam do ângulo de Brewster para produzir luz linearmente polarizada a partir de reflexões nas superfícies espelhadas posicionadas perto das extremidades da cavidade laser.
Autores Contribuintes
Mortimer Abramowitz-Olympus America, Inc., Dois Centros Corporativos., Melville, New York, 11747.
John C. Long, Matthew J. Parry-Hill, and Michael W. Davidson – National High Magnetic Field Laboratory, 1800 East Paul Dirac Dr., The Florida State University, Tallahassee, Florida, 32310.
de volta à luz polarizada
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