Поляризация света при отражении и преломлении

    Если угол падения света на границу раздела двух диэлектриков оличен от нуля, то отраженный и  преломленный лучи оказываются частично поляризованными. В отраженном луче преобладают колебания, перпендикулярные к плоскости падения, в преломленном – колебания в плоскости падения (рис.30). При угле падения, удовлетворяющем условию

,                                                 (27)

Рис.30

(где - показатель преломления второй среды относительно первой) отраженный свет полностью плоско поляризован (рис.31).

Рис.31

Степень поляризации преломленного света при этом достигает максимального значения, однако он остается частично поляризованным. Формула (27) носит название закона Брюстера и угол  носит название угла Брюстера. При выполнении условия Брюстера преломленный луч оказывается перпендикулярным к отраженному лучу. Физическая суть поляризации при отражении от диэлектрика заключается в возбуждении вынужденных колебаний электронов в атомах диэлектрика под воздействием падающей световой волны и излучающих вторичные волны. Выделим один и электронов и разложим его колебание на два колебания, одно из которых совершается в плоскости падения.(на рис.32 сплошная линия), другое перпендикулярно плоскости падения пунктирная линия.

Рис.32

 Каждому из колебаний соответствует плоско-поляризованная световая волна. Колеблющийся заряд в большей степени излучает в направлениях, перпендикулярных к направлению колебаний, а в направлении колебаний не излучает. Сплошные и пунктирные лепестки изображают диаграммы направленности излучений соответствующих колебаний. Видно, что в направлении отраженного луча интенсивность излучения колебаний, происходящих перпендикулярно к плоскости падения, максимальна и достигает наибольшего значения при отражении под углом Брюстера. В падающем естественном свете интенсивность колебаний в различных направлениях одинакова. Энергия этих колебаний распределяется между отраженным и преломленным лучами. Если в отраженном луче преобладают колебания одного направления, то в силу сохранения энергии, в преломленном луче более интенсивными должны быть колебания другого направления. Отсюда следует, что преломленный свет поляризован частично.

    Степень поляризации преломленного луча можно увеличивать путем много кратного отражения и преломления. На рис.33 изображена стопа Столетова, состоящая из ряда параллельных пластинок, ориентированных под углом Брюстера к падающему лучу.

Рис.33

На каждой границе частично отражаются лучи, поляризованные только в плоскости падения, и в результате многократных преломлений выходящий из стопы луч практически оказывается полностью плоско- поляризованным в плоскости падения.