La onda reflejada del ángulo de Brewster, ¿es parte del rayo refractado o incidente?

Estoy tratando de averiguar qué les sucede a las partículas cargadas en la superficie reflectante en el caso del ángulo de Brewster. Cuando este ángulo es diferente de cero o del ángulo de Brewster, entonces la luz reflejada está solo "parcialmente" polarizada. ¿Por qué la oscilación de las partículas es tal que la onda reflejada se polariza paralelamente a la superficie reflectante cuando el ángulo es el ángulo de Brewster?

Entiendo la explicación detrás de la separación de los campos eléctricos en sus componentes, pero no entiendo qué hace que se observe esta polarización. ¿Cómo emerge la componente vectorial del campo eléctrico de la superficie reflectante mientras que la otra componente permanece como parte de la onda refractada?

Por "paralelo" me refiero a oscilar hacia la izquierda y hacia la derecha, representado por puntos (no en la página) en el diagrama a continuación. Hay dos planos de los que he hablado, el primero es el plano de la página (plano de incidencia) y el plano perpendicular (el plano paralelo a la superficie reflectante, que también es el plano de polarización)

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¿Qué quiere decir con direcciones "verticales" y "x" e "y"? Esos términos no tienen sentido si no configura las convenciones correctamente.
@EmilioPisanty he editado la pregunta
Wikipedia lo explica con bastante claridad (en Explicación, párrafo que comienza con "el mecanismo físico para esto..."). ¿Es esa explicación insuficiente? Si es así, ¿qué aspectos no están claros?
No me queda claro por qué un componente del campo eléctrico se refleja mientras que el otro se refracta, más específicamente, por qué el rayo reflejado no tiene componente en el plano de incidencia. Los 90 grados entre el rayo reflejado y el rayo refractado significa que el rayo reflejado es un componente del rayo refractado, no el rayo incidente. @EmilioPisanty

Respuestas (1)

Una onda no polarizada se puede representar por la suma de dos ondas con polarizaciones perpendiculares e igual amplitud. La onda incidente no polarizada se puede considerar de esta naturaleza, con una polarización en el plano de incidencia (polarizada-p) y otra perpendicular al mismo (polarizada-s), siendo los campos eléctricos de ambas perpendiculares al plano de incidencia. dirección del movimiento de la onda incidente.

Cuando el campo eléctrico de la onda incidente incide sobre la interfaz, establece un campo eléctrico en el medio. Debido a las condiciones de continuidad del campo eléctrico (cualquier componente tangencial a la superficie es continua) y al requisito de una relación de fase fija entre las ondas incidente, reflejada y transmitida, obtenemos la ley de reflexión y la ley de refracción de Snell.

Una forma de pensar en cómo se producen los campos de las ondas reflejadas y transmitidas es imaginar que las oscilaciones se establecen en pequeños dipolos eléctricos en el medio. Las oscilaciones son impulsadas por el campo eléctrico en el medio, es decir, los campos eléctricos de la onda transmitida . Estos dipolos oscilantes vuelven a irradiar ondas electromagnéticas. Dado que la onda incidente consta de ondas polarizadas p y s, las oscilaciones del dipolo también tendrán componentes en el plano de incidencia y en ángulo recto, pero también deben ser perpendiculares a la dirección de la onda transmitida .

La propiedad clave de la radiación del dipolo eléctrico aquí es que no se emite radiación a lo largo del eje de oscilación del dipolo . Esto significa que, en el ángulo de Brewster, el campo eléctrico de la onda viajera reflejada no contiene contribución de los dipolos que oscilan en la misma dirección en que viaja la onda reflejada, sino solo de las oscilaciones del dipolo en ángulo recto con respecto a eso. Como resultado, la luz incidente con polarización p no se refleja en absoluto y la onda reflejada solo tiene polarización s.

En otros ángulos, las oscilaciones del dipolo en el medio no están exactamente alineadas con la dirección de la onda reflejada y, por lo tanto, la luz polarizada p se refleja hasta cierto punto; dando como resultado una onda reflejada parcialmente polarizada. Tenga en cuenta que la polarización s no se ve afectada por estas consideraciones ya que las oscilaciones del dipolo debidas a esta polarización siempre están en ángulo recto con la dirección de la onda reflejada. Tenga en cuenta también que debido a que los dipolos oscilantes en general tendrían diferentes amplitudes en cada dirección, la onda transmitida siempre está parcialmente polarizada para la luz incidente en el ángulo de Brewster (ver https://physics.stackexchange.com/a/294528/43351 ) .

Por "dipolos que oscilan en la misma dirección de la onda reflejada", ¿quiere decir perpendicular a algún eje común de los rayos refractados y reflejados?
@ten1o En la dirección de la onda reflejada hay una dirección única. Quiero decir que el eje de oscilación está en la dirección en que viaja la onda reflejada.
Creo que quedaría más claro si pudieras hablar del párrafo 2 en relación con el último párrafo, como en la parte "Las oscilaciones del dipolo no son exactamente en la misma dirección que la onda reflejada; resultando en una onda reflejada parcialmente polarizada". , se entiende como si la onda reflejada se produjera por algún otro proceso que las oscilaciones dipolares.