人物概述
布儒斯特,David Brewster (1781—1868)蘇格蘭物理學(xué)家,英國光學(xué)家。愛丁堡大學(xué)教授、校長(zhǎng)。
研究領(lǐng)域:布儒斯特主要從事光學(xué)方面的研究。
經(jīng)歷介紹
他積極組織科學(xué)愛好者,促進(jìn)英國科學(xué)的發(fā)展,在他的倡導(dǎo)下,并且于1831年說服了當(dāng)時(shí)英國最大和最有影響的地方性科學(xué)研究團(tuán)體約克郡團(tuán)體哲學(xué)研究會(huì)的理事會(huì)。在1831年9月召開了名為“科學(xué)之友”的全國性會(huì)議,成立了全英國的科學(xué)組織“英國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)”。1812年發(fā)現(xiàn)當(dāng)入射角的正切等于媒質(zhì)的相對(duì)折射率時(shí),反射光線將為線偏振光(現(xiàn)稱為布儒斯特定律)。他研究了光的吸收,發(fā)現(xiàn)人為各向異性介質(zhì)中的雙折射。1816年發(fā)明萬花筒,1818年發(fā)現(xiàn)雙軸晶體,1826年制造出馬蹄形電磁鐵,1835年制造出燈塔用透鏡,1849年改進(jìn)了體視鏡。
主要貢獻(xiàn)
布魯斯特的最大貢獻(xiàn)是在光學(xué)方面發(fā)展了“布魯斯特定律”。從這一定律指出:“當(dāng)一束光投射于兩介質(zhì)(如空氣和玻璃)的界面時(shí),如果光在第一種介質(zhì)(如空氣)中的入射角的正切等于第二種介質(zhì)(如玻璃)的相對(duì)折射率,那么,其反射光就成為完全線偏振光”。這時(shí)的入射角稱為“布魯斯特角”,或稱為偏振角。
布魯斯特定律在現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)中有重要的意義。當(dāng)入射角為布魯斯特角時(shí)可,偏振狀態(tài)的光能百分之百的射入另一介質(zhì),利用光的這種透射性可以制備無塤耗的激光窗口,外腔式氣體激光器便是利用了這一原理。
定律
自然光經(jīng)電介質(zhì)界面反射后,反射光為線偏振光所應(yīng)滿足的條件。首先由英國物理學(xué)家D.布儒斯特于 1815 年發(fā)現(xiàn)。自然光在電介質(zhì)界面上反射和折射時(shí),一般情況下反射光和折射光都是部分偏振光,只有當(dāng)入射角為某特定角時(shí)反射光才是線偏振光,其振動(dòng)方向與入射面垂直,此特定角稱為布儒斯特角或起偏角,用θb表示。此規(guī)律稱為布儒斯特定律。光以布儒斯特角入射時(shí),反射光與折射光互相垂直。
玻片堆是由許多表面互相平行的玻璃片組成,自然光以布儒斯特角入射時(shí),垂直于入射面的振動(dòng)分量在每個(gè)界面上均要發(fā)生反射,而平行于入射面的振動(dòng)分量則完全不能反射,故從玻片堆透出的光基本上只包含平行分量。玻片堆可用作起偏器。
自然光在兩種各向同性媒質(zhì)分界面上反射、折射時(shí),反射光和折射光都是部分偏振光。反射光中垂直振動(dòng)多于平行振動(dòng),折射光中平行振動(dòng)多于垂直振動(dòng)。
當(dāng)入射角滿足關(guān)系式tgi0=n2/n1 時(shí),反射光為振動(dòng)垂直于入射面的線偏振光,
該式稱為布儒斯特定律(Brewster law) ,i0為起偏振角或布儒斯特角。
當(dāng)光線以起偏振角入射時(shí),反射光和折射光的傳播方向互相垂直。