Почему свет поляризован при отражении и преломлении?

Быстрый ответ:

Свет представляет собой поперечную волну, что означает, что электрическое поле (а также магнитное поле) перпендикулярно направлению распространения света (по крайней мере, в изотропных средах - но здесь все будет просто).

Таким образом, когда свет падает наклонно на границу двух сред, электрическое поле можно рассматривать как имеющее две составляющие - одну в плоскости падения и одну перпендикулярно ей. Для неполяризованного света направление электрического поля изменяется случайным образом (оставаясь перпендикулярным направлению распространения), и в результате оба компонента имеют одинаковый порядок по размеру.

Сколько каждого компонента передается и отражается, можно выяснить, используя законы электромагнетизма. Не вдаваясь в математические детали, позвольте мне процитировать результат - #п# поляризация (составляющая электрического поля в плоскости падения) не отражается совсем если угол падения # Тета # удовлетворяет

#theta = theta_B = загар ^ -1 (n_2 / n_1) #

где # N_1 # а также # N_2 # два показателя преломления. Этот угол называется Угол Брюстера, Для света, путешествующего из воздуха в воду, это имеет значение около # 53 ^ # КОНТУР

Другой, так называемый # S # компонент, перпендикулярный плоскости падения, передается и отражается для всех углов падения (хотя доля изменяется с # Тета #).

Таким образом, когда свет падает под углом Брюстера - отраженный луч не имеет компонента в плоскости поляризации. Это полностью # S # поляризованный. Вот почему угол Брюстера также называют угол поляризации.

Для углов падения, близких к углу Брюстера, отраженный луч имеет гораздо больше # S # чем поляризация #п# поляризация - и поэтому она частично поляризована.

Переданный луч имеет обе составляющие и, следовательно, никогда не бывает полностью поляризованным. Однако под углом Брюстера все #п# компонент передается (без отражения) и только часть # S # компонент передается (остальное отражается) - таким образом, передаваемый свет частично #п# поляризованный. Это относится и к углам, близким к углу Брюстера.