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Brewsterwinkel

Der Brewsterwinkel (Formelzeichen hier: a, in der Literatur oftmals ) ist eine Größe der optischen Physik und gibt den Winkel an, bei dem ein Reflexionsmaximumsmaximum unter starker Polarisation auftritt, wenn ein polarisierter Lichtstrahl auf ein für die verwendete Wellenlänge optisch aktives Material trifft. Dieser besondere Winkel hängt von der Brechzahl des Materials ab, in welches das Licht eintritt.

Im folgenden wird angenommen, dass der Strahl von der Luft aus auf dieses Material trifft. Für Luft kann man in guter Näherung einen Brechungsindex von n=1 annehmen.

Es gilt:

(Brewstersches Gesetz)

Bei dem Übergang zwischen zwei beliebigen Medien ergibt sich der Brewsterwinkel aus

wobei n_a der Brechungsindex des Mediums ist, in dem a gemessen wird, und n_b derjenige des anderen Mediums.

Der eintreffende Lichtstrahl regt die Atome des Materials zum Schwingen an. Es entsteht dadurch eine Ansammlung von atomaren Dipolen, die in Polarisationsrichtung schwingen und dadurch Sekundärwellen ausstrahlen. Nach dem optischen Reflexionsgesetz (Einfallswinkel e gleich Ausfallswinkel a) wird der Strahl unter dem Einfallswinkel reflektiert.

Das besondere bei Einstrahlung im Brewsterwinkel: Der unter dem Winkel b gebrochene Strahl steht auf dem reflektierten senkrecht, daher wird das gesamte parallel zur Einfallsebene polarisierte Licht gebrochen und nur der senkrecht zur Einfallsebene polarisierte Anteil reflektiert. Grund: Würde auch parallel zur Einfallsebene polarisiertes Licht reflektiert, so ergäbe dies eine longitudinal schwingende Lichtwelle, deren Existenz verboten ist.

Man kann also eine Glasplatte als Polarisator verwenden, indem man sie im Brewsterwinkel bestrahlt.

Mit den unten bezeichneten Winkeln und dem Brechungsgesetz gilt:

und

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