Işık yansıtıldığında ve kırıldığında neden kutuplaşıyor?

Hızlı bir cevap:

Işık enine bir dalgadır; bu, elektrik alanın (manyetik alanın yanı sıra) ışığın yayılma yönüne dik olduğu anlamına gelir (en azından izotropik ortamda - ama burada işleri basit tutalım).

Dolayısıyla, ışık iki medyanın sınırında eğik bir şekilde meydana geldiğinde, elektrik alanın iki bileşene sahip olduğu düşünülebilir - biri geliş düzleminde, diğeri dik. Polarize edilmemiş ışık için, elektrik alanın yönü rastgele dalgalanır (yayılma yönüne dik dururken) ve sonuç olarak, iki bileşen eşit büyüklüktedir.

Her bir bileşenin ne kadarının iletildiği ve yansıdığı elektromanyetizma yasaları kullanılarak belirlenebilir. Buradaki matematiksel ayrıntılara girmeden bir sonuç vereyim - # P # kutuplanma (elektrik alanın geliş düzlemindeki bileşeni) yansımamıştır hiç eğer gelme açısı # Teta # tatmin

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

nerede # N_1 # ve # N_2 # iki kırılma indisidir. Bu açı denir Brewster açısı. Havadan suya seyahat eden ışık için bu yaklaşık bir değere sahiptir. # 53 ^ circ #

Diğer, sözde # s # Geliş düzlemine dik olan bileşen, tüm geliş açıları için hem iletilir hem de yansıtılır (kesir ile değişse de # Teta #).

Öyleyse, Brewster açısında ışık yandığında - yansıyan ışın kutuplaşma düzleminde hiçbir bileşen içermez. Tamamen # s # Polarize. Bu yüzden Brewster açısı aynı zamanda kutuplama açısı.

Brewster açısına yakın geliş açıları için, yansıyan ışın çok daha fazlasına sahiptir. # s # kutuplaşma # P # polarizasyon - ve bu yüzden kısmen polarizedir.

İletilen ışın her iki bileşene sahiptir ve bu nedenle hiçbir zaman tamamen kutuplaşmaz. Ancak, Brewster açısında, tüm # P # Bileşen iletilir (yansıma yok) ve yalnızca # s # bileşen iletilir (gerisi yansıtılır) - bu yüzden iletilen ışık kısmen # P # Polarize. Bu, Brewster açısına yakın açılar için de geçerlidir.