มุมบริวสเตอร์

ภาพวาดแสดงแสงที่ตกกระทบด้วยมุมบริวสเตอร์แล้วสะท้อนและหักเหเป็นแสงโพลาไรซ์

มุมบริวสเตอร์ (แม่แบบ:Langx) หรือ มุมโพลาไรซ์ (แม่แบบ:Langx) คือ มุมตกกระทบของแสงบนรอยต่อระหว่างตัวกลางซึ่งทำให้เกิดโพลาไรเซชันได้แสงสะท้อนออกมาจะเป็นแสงโพลาไรซ์แบบเส้นตรง ซึ่งแพร่ไปในทิศทางตั้งฉากกับมุมหักเห ชื่อมุมนี้ตั้งตามชื่อนักฟิสิกส์ชาวสก็อต เดวิด บริวสเตอร์ ซึ่งเป็นผู้ค้นพบ

ทฤษฎี

เมื่อแสงตามธรรมชาติเกิดการสะท้อนและหักเหที่ส่วนรอยต่อระหว่างตัวกลางไอโซทรอปิกสองชนิด สถานะโพลาไรเซชันของแสงจะเปลี่ยนแปลงไป โดยปกติแล้ว แสงสะท้อนและแสงหักเหจะกลายเป็นแสงโพลาไรซ์บางส่วน และในแสงสะท้อน การแกว่งกวัดของแสงในแนวตั้งฉากกับพื้นผิวตกกระทบจะมากกว่าในแนวขนาน ในขณะที่แสงหักเหจะมีแนวโน้มตรงกันข้าม ระดับของโพลาไรเซชันของแสงสะท้อนจะสัมพันธ์กับมุมตกกระทบ เมื่อมุมตกกระทบเท่ากับมุมบริวสเตอร์ แสงสะท้อนจะกลายเป็นแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นเฉพาะในแนวที่ตั้งฉากกับระนาบตกกระทบเท่านั้น

ให้ ${\theta }_1$ เป็นมุมตกกระทบ ${\theta }_2$ เป็นมุมหักเห แล้วให้ $n_1$ และ $n_2$ เป็นดรรชนีหักเหของตัวกลางทั้งสอง ตามกฎของสแน็ลแล้วจะได้ว่า

$n_1\sin \left({\theta }_1\right)=n_2\sin \left({\theta }_2\right)$

และมุมบริวสเตอร์ ${\theta }_B$ ซึ่งหมายถึงมุมตกกระทบที่ทำให้มุมสะท้อนและมุมหักเหตั้งฉากกันก็จะหาได้เป็น

$n_1\sin \left({\theta }_B\right)=n_2\sin (90-{\theta }_B)=n_2\cos \left({\theta }_B\right)$

จัดรูปใหม่ได้เป็น

${\theta }_B=\arctan \left(\frac{n_2}{n_1}\right)$

ซึ่งก็หมายความว่า มุมบริวสเตอร์เท่ากับอาร์กแทนเจนต์ของอัตราส่วนของดรรชนีหักเหของตัวกลางทั้งสอง

แอปพลิเคชัน

แว่นกันแดดแบบโพลาไรซ์ ใช้หลักการของมุมบริวสเตอร์เพื่อลดแสงโพลาไรซ์ที่สะท้อนจากผิวน้ำหรือพื้นถนน

ช่างภาพใช้หลักการเดียวกันนี้ในการลดแสงแดดที่สะท้อนจากผิวน้ำ ผิวกระจก หรือพื้นผิวอื่น ๆ ที่ไม่ใช่โลหะ

ภาพถ่ายหน้าต่างเดียวกันโดยใช้กล้องถ่ายรูปเดียวกัน แต่ปรับโพลาไรเซอร์ให้หมุนเป็นมุมต่างกัน ในภาพด้านซ้าย มุมของโพลาไรเซอร์อยู่ในแนวเดียวกับมุมโพลาไรซ์ที่สะท้อนจากหน้าต่าง ทางด้านขวา โพลาไรเซอร์ถูกหมุน 90° จึงกำจัดแสงสะท้อนซึ่งเป็นแสงโพลาไรซ์มาก