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2002 年 10 月 19 日

光是什麼？ (50) 布如士特定律 (Brewster's Law)
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明: 當電磁波經過兩種介面時，有一部分會被反射，另一部分會穿透而改變方向而折射。當未偏振光束射至玻璃表面時，光束中各波列的電場向量 E均可分為兩分量，一分量垂直於入射面 (如上圖的圖平面)，另一分量則在此入射平面上。第一種分量 (稱為 σ 分量) 以點表示，第二種分量 (稱為 π 分量) 以箭頭表示。未偏振光的此兩分量之振幅 (Amplitude) 相等。
由實驗得知反射光或多或少是會被偏振的。當入射角等於某特殊角度 i 時， π 分量的反射係數為零，即被玻離反射的光束是完全「線偏振 (Linearly Polarization)」者，其振動平面垂直於入射面。此時的入射角稱為「偏振角 (Polarization angular)」或「布如士特角 (Brewster's angular)」。當入射角為偏振角時， π 分量完全反射， σ 分量僅部分反射，因此反射光微弱，而透射光強烈。實驗得知「反射光和折射光成直角 (90 度)」時， tan i = n₂₁ ，式中 n₂₁ = n₂ / n₁ 是第二介質對第一介質的相對折射率。此現象是 1812 年由蘇格蘭物理學家布如士特 (Sir David Brewster 1781 - 1868 ) 實驗發現的，所以稱之為「布如士特定律 (Brewster's Law)」。此式也可由司乃耳定律 (Snell's Law) 和馬克士威方程式 (Maxwell's equations) 證得。

明日主題 : 光是什麼？ (51) 司乃耳定律 (Snell's Law)

作者與主編 : 陳輝樺、王夕堯
諮詢服務: 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
蘇明俊 (NKNU 國立高雄師範大學科教所)

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