Polarización y ángulo de Brewster

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Como se ve en el diagrama, se dice que el rayo reflejado está polarizado cuando la luz incide en la interfaz formando un ángulo llamado ángulo de Brewster con la normal. Esta polarización solo ocurre cuando el ángulo entre el rayo reflejado y el rayo refractado es de 90 grados.

Quiero saber por qué se dice que el rayo reflejado está polarizado solo cuando el ángulo entre el rayo reflejado y el rayo refractado es de 90 grados. ¿Es solo un resultado experimental o hay alguna explicación teórica detrás de esto?

Para mayor claridad, asegúrese de comprender que obtiene una polarización completa solo en el ángulo de Brewster, pero obtiene una polarización parcial en otros ángulos (y más cuando está cerca del ángulo de Brewster que cuando está lejos). Esto no es algo que se enciende o apaga de una sola vez, es algo que exhibe un continuo.
@ my2cts No, en general, no es: physics.stackexchange.com/questions/294494/… .

Respuestas (2)

Hay una razón física.

Comience con esta pregunta: ¿qué genera la onda reflejada? ¿Qué son las fuentes electromagnéticas? La respuesta es que la fuente de la onda reflejada es la polarización del medio. El campo eléctrico oscilante del haz refractado provoca una polarización oscilante en las moléculas del medio. Estos dipolos oscilantes irradian y son la fuente de la onda EM reflejada. La dirección de la polarización es la dirección del campo eléctrico en el medio, y esta es también la dirección del campo eléctrico generado.

Si los rayos reflejados y refractados son perpendiculares, entonces el campo eléctrico generado tiene la misma dirección que la propagación de la onda reflejada. Pero una onda EM es transversal. El campo eléctrico no puede estar en la dirección de propagación. Por lo tanto, no hay radiación polarizada p en esa dirección.

Surge directamente de las condiciones de contorno que exigen que los componentes del campo E y H de los campos electromagnéticos inmediatamente a ambos lados de la interfaz sean los mismos. Estas condiciones de contorno provienen de aplicaciones de las ecuaciones de Maxwell a bucles cerrados que encierran la interfaz.

La aplicación de estas condiciones de contorno conduce a coeficientes de reflexión (y transmisión) para el campo eléctrico que son función del ángulo de incidencia y existen dos expresiones diferentes para los casos en que el campo E de la onda incidente está polarizado en el plano de incidencia o en ángulos rectos al plano de incidencia. Éstos se conocen colectivamente como las ecuaciones de Fresnel .

En su diagrama, la onda incidente tiene una polarización en el plano de incidencia y el coeficiente de reflexión para este estado de polarización es cero en el ángulo de Brewster. Sin embargo, el coeficiente de transmisión no es cero y el componente del campo E transmitido paralelo a la interfaz será igual al componente del campo E de la onda incidente que es paralela a la interfaz.

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