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Grundwissen

BREWSTER-Winkel

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Fällt unpolarisiertes Licht im Brewster-Winkel auf die Grenzfläche zweier Medien, so ist das reflektierte Licht senkrecht zur Einfallsebene polarisiert.
  • Für den Brewster-Winkel gilt:  \(\theta_{\rm B}=\tan^{-1}\left(\frac{n_2}{n_1}\right)\).
Aufgaben Aufgaben

Fällt unpolarisiertes Licht unter dem Winkel \(\theta\) auf die Grenzfläche zweier dieelektrischer Medien mit den Brechungsindizes \(n_1, n_2\), so wird i.d.R. ein Teil dieses Lichtes gebrochen und ein Teil reflektiert. Stehen reflektierter und gebrochener Strahl senkrecht zueinander, bilden also einen rechten Winkel, so ist der reflektierte Strahl vollständig linear polarisiert. Die Polarisationsrichtung ist dabei senkrecht zur Einfallsebene.

brewster-winkel.svg Joachim Herz Stiftung

Herleitung Brewster-Winkel

Als Brewster-Winkel wird der Einfallswinkel bezeichnet, unter dem von unpolarisiertem Licht nur der senkrecht zur Einfallsebene polarisierte Anteil reflektiert wird. Dabei bilden reflektierter und gebrochener Strahl einen 90°-Winkel. Mithilfe von Reflexions- und Brechungsgesetz kann der Brewster-Winkel ermittelt werden. Für einen im Brewster-Winkel einfallenden Strahl gilt:\[\theta_{ \rm ein}=\theta_{ \rm B}=\theta_{ \rm aus}\]

Für den gebrochenen Strahl gilt \[\theta_{ \rm brech}=90^{\circ}-\theta_{ \rm B}\]

Einsetzen in das Brechungsgesetz \(n_1\sin\left(\theta_{ \rm ein}\right)=n_2\sin\left(\theta_{ \rm brech}\right)\) liefert

\[n_1\sin\left(\theta_{ \rm B}\right)=n_2\sin\left(90^{\circ}-\theta_{ \rm B}\right)=n_2\cos\left(\theta_{ \rm B}\right)\]

Für den Brewster Winkel gilt somit: \[\theta_{\rm B}=\tan^{-1}\left(\frac{n_2}{n_1}\right)\]

Aufgaben

BREWSTER-Winkel

Übungsaufgaben