Prečo sa svetlo odrazí a odrazí?

Rýchla odpoveď:

Svetlo je priečna vlna, čo znamená, že elektrické pole (ako aj magnetické pole) je kolmé na smer šírenia svetla (aspoň v izotropných médiách - ale nechajme veci jednoduchšie).

Takže keď svetlo dopadá šikmo na hranici dvoch médií, elektrické pole môže byť považované za také, ktoré má dve zložky - jednu v rovine dopadu a jednu kolmú na ňu. V prípade neplarizovaného svetla smer elektrického poľa kolíše náhodne (pričom zostane kolmý na smer šírenia) a výsledkom je, že tieto dve zložky majú rovnakú veľkosť.

Koľko z každého komponentu sa prenáša a odráža, je možné zistiť pomocou zákonov elektromagnetizmu. Bez toho, aby som sa dostal do matematických detailov, dovoľte mi citovať výsledok # P # polarizácia (zložka elektrického poľa v rovine dopadu) sa neodráža vôbec ak je uhol dopadu # # Theta spĺňa

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

kde # # N_1 a # # N_2 sú dva indexy lomu. Tento uhol sa nazýva Brewsterov uhol, Pre svetlo cestujúce zo vzduchu do vody to má hodnotu okolo # 53 ^ okruh #

Druhý, tzv # S # zložka, ktorá je kolmá na rovinu incidencie, sa prenáša aj odráža pre všetky uhly dopadu (hoci sa zlomok mení # # Theta).

Takže, keď svetlo dopadá na Brewsterovom uhle - odrazený lúč nemá žiadnu zložku v rovine polarizácie. Je to úplne # S # polarizované. To je dôvod, prečo sa Brewsterov uhol nazýva aj polarizačný uhol.

Pre uhly dopadu blízke Brewsterovmu uhlu má odrazený lúč oveľa viac # S # polarizácia ako # P # polarizácia - a tak je čiastočne polarizovaná.

Prenášaný lúč má obidve zložky, a preto nie je nikdy úplne polarizovaný. Avšak, pri Brewsterovom uhle, všetci # P # komponentu (bez odrazu) a iba časť # S # Prenáša sa zložka (zvyšok sa odráža) - tak je prenášané svetlo čiastočne # P # polarizované. To platí aj pre uhly blízke Brewsterovmu uhlu.