На границе двух диэлектриков

Пусть естественный свет падает на границу раздела двух диэлектриков. Как показывает опыт, отраженный и преломленный лучи всегда частично поляризованы. Степень поляризации зависит от угла падения и показателя преломления отражающей среды. При угле падения, удовлетворяющем условию

(6.38.4)

(где – показатель преломления второй среды относительно первой), отраженный луч полностью поляризован (колебания светового вектора происходят только в направлении, перпендикулярном к плоскости падения). Степень поляризации преломленного луча при угле падения, равном , максимальна, однако этот луч остается частично поляризованным (колебания светового вектора в нем происходят преимущественно в плоскости падения). Соотношение (6.38.4) называется законом Брюстера, а угол называют углом Брюстера или углом полной поляризации. Можно показать, что при падении света на границу раздела под углом Брюстера отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны.

Причина закона Брюстера состоит в следующем. Электрическое поле подающей электромагнитной волны вызывает в диэлектрике колебания электронов, направления которых совпадает с направлением электрического вектра преломленной волны. Эти колебания возбуждают на поверхности диэлектрика отраженную волну, распространяющуюся от диэлектрика. Разложим колебания электронов в преломленной волне на два колебания, одно из которых совершается в плоскости падения (на рисунке изображены стрелками), второе – в направлении, перпендикулярном к этой плоскости (на рисунке изображены точками). Каждому из колебаний соответствует вторичная плоскополяризованная волна. Излучение колеблющегося электрона носит направленный характер. Сильнее всего он излучает в направлениях, перпендикулярных к направлению колебаний; в направлении своих колебаний электрон не излучает энергии. При падении под углом Брюстера отраженный луч перпендикулярен преломленному. Направления колебаний электронов (в диэлектрике) в плоскости падения совпадают с направлением отраженного луча. Поэтому отраженная волна от этих колебаний не получает энергии. В отраженной волне колебания вектора напряженности происходят только в направлении, перпендикулярном плоскости падения. Отраженный луч полностью поляризован.