Угол Брюстера - состояние поляризации переданной волны

При отражении под углом Брюстера составляющая, поляризованная в плоскости падения, будет равна нулю. Таким образом, у вас остается свет, поляризованный перпендикулярно плоскости падения.

Но это не означает, что вы можете сказать, что передаваемая волна также имеет линейную поляризацию. Причина в том, что вы должны удовлетворить граничному условию, согласно которому составляющая электрического поля, касательная к границе, непрерывна.

Единственное упрощение здесь состоит в том, что тангенциальная составляющая отраженной волны есть как раз отраженная амплитуда той «половины» приходящей волны, которая имела свою поляризацию, перпендикулярную плоскости падения. У вас, конечно, есть дополнительные ограничения на угол Брюстера (для света, попадающего в среду с показателем преломления$n$из вакуума).

$$n = \sin \theta_i /\cos \theta_i\ \ \ \ \cos \theta_i = \sin \theta_t$$

Я думаю, что это приводит к коэффициенту передачи (мощности) s-поляризации

$$T_s = 1 - \left(\frac{\cos \theta_i - \tan \theta_i \cos (\sin^{-1}(\cos\theta_i))}{\cos\theta_i + \tan \theta_i \cos(\sin^{-1}(\cos\theta_i))}\right)^2$$ и коэффициент передачи p-поляризации, равный 1 (поскольку он находится под углом Брюстера).

Таким образом, состояние поляризации переданной волны по-прежнему будет зависеть от угла падения (величины угла Брюстера), но p-поляризованная составляющая будет сильнее, чем s-поляризованная. Проходящий свет был бы неполяризованным, если бы угол Брюстера был$\pi/4$(когда$n=1$), монотонно падающим до полностью поляризованного, когда угол Брюстера равен$\pi/2$(когда$n=\infty$). Графики ниже показывают коэффициент передачи s-поляризации, а затем степень p-поляризации под углом Брюстера в зависимости от показателя преломления. Степень поляризации определяется как$(T_p -T_s)/(T_p+T_s) = (1-T_s)/(1+T_s)$.

Поскольку большинство обычных диэлектрических материалов имеют показатели преломления в диапазоне$1<n<3$для видимого света прошедший свет никогда не имеет степень линейной (p-) поляризации более 50%. Есть некоторые материалы с гораздо более высокими показателями преломления в микроволновом/радиочастотном диапазоне (например, вода).

p-поляризованная волна полностью проходит через границу раздела под углом Брюстера. S-поляризованная волна и отражается, и преломляется под одним и тем же углом.

Неполяризованный луч, имеющий как s-, так и p-компоненты, даст полностью s-поляризованную отраженную волну (поскольку ни один из p-компонентов не отразился) и слегка p -поляризованную прошедшую волну (поскольку обе компоненты были переданы по крайней мере частично) .

РЕДАКТИРОВАТЬ: Как показывает ответ Роба, степень поляризации в передаваемой волне зависит от разницы показателей преломления двух сред, образующих интерфейс. Мои комментарии касаются только типичных ситуаций со стеклом и воздухом, водой и стеклом и т. д. Более полный ответ см. в ответе Робса.