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ブリュースター角とは?

ぶりゅーすたーかく

ブリュースター角とは、光が二つの媒質の境界面に当たったとき、反射光が完全に偏光する特定の入射角のことです。

ブリュースター角(Brewster's angle)は、光が異なる屈折率を持つ二つの媒質の境界(例えば空気とガラスの界面)に斜めに入射したとき、反射光が特定の方向の振動成分のみを含む直線偏光になる入射角のことです。スコットランドの物理学者デイヴィッド・ブリュースターが19世紀初頭に発見・定式化しました。

ブリュースター角 θ_B は、二つの媒質の屈折率 n₁(入射側)と n₂(透過側)から次の式で求められます。
tan(θ_B) = n₂ / n₁
例えば空気(n₁≒1.0)とガラス(n₂≒1.5)の場合、ブリュースター角は約56度になります。

この角度で光が入射すると、反射光にはp偏光成分(入射面内で振動する成分)がほとんど含まれず、s偏光成分(入射面に垂直な振動成分)のみが反射されます。透過光は両成分を含みますが、p偏光が強くなります。

ブリュースター角の知識は以下の技術・場面で活用されています。

  • 偏光フィルター(カメラの反射除去フィルター)
  • レーザーのブリュースター窓(反射損失なく偏光光を通す光学素子)
  • 液晶ディスプレイや光学機器の設計
  • 太陽光の反射によるまぶしさの解析

使い方・例文

カメラの偏光フィルター(PLフィルター)はブリュースター角の原理を利用しており、水面やガラスへの映り込みを除去して鮮明な写真を撮るために使われます。

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