왜 반사되고 굴절 될 때 빛이 편광 되나요?

빠른 답변:

빛은 전기장 (자기장과 마찬가지로)이 빛의 전파 방향에 직각을 이룬다는 것을 의미하는 횡파입니다 (적어도 등방성 매체에서는 - 그러나 여기서는 간단하게 생각하십시오).

따라서 빛이 두 매질의 경계에서 비스듬히 입사 될 때, 전계는 두 개의 성분, 즉 입사면에 하나, 입사면에 수직 인 두 성분으로 생각할 수 있습니다. 편광되지 않은 빛의 경우, 전기장의 방향은 (전파 방향에 수직으로 유지하면서) 무작위로 변동하고 결과적으로 두 구성 요소의 크기는 동일하게 나타납니다.

각 구성 요소 중 얼마나 많은 양이 전송되고 반영되는지는 전자기학의 법칙을 사용하여 알아낼 수 있습니다. 여기에 수학적인 세부 사항을 설명하지 않고 결과를 인용 해 보겠습니다. #피# 편광 (입사면에서 전기장의 성분)은 반사되지 않는다. 조금도 입사각 # theta # 만족하다

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

어디에 # n_1 # 과 # n_2 # 두 개의 굴절률이다. 이 각도를 브루스터 각. 공기에서 물로 이동하는 빛에 대해 이것은 약 값을가집니다. # 53 ^ circ #

다른 하나는 소위 #에스# 성분, 즉 입사면에 수직 인 성분은 모든 입사각에 대해 투과 및 반사된다 (단, # theta #).

따라서 브루스터 각으로 빛이 들어 오면 반사 된 빔에는 편광면에 아무런 구성 요소가 없습니다. 그것은 전적으로 #에스# 극성. 이것이 브루스터 각도가 편광 각.

브루스터 각도에 가까운 입사각의 경우, 반사 된 빔은 훨씬 더 많습니다. #에스# 양극화보다 #피# 편광 - 그래서 부분적으로 편광됩니다.

전송 된 빔은 두 구성 요소를 모두 가지며 따라서 완전히 편광되지 않습니다. 그러나 브루스터 각도에서 모든 #피# 구성 요소가 전송되고 (반사 없음), #에스# 구성 요소가 전송됩니다 (나머지는 반사 됨). 따라서 전송 된 빛은 부분적으로 #피# 극성. 이는 브루스터 각도에 가까운 각도에서도 마찬가지입니다.