Când undele electromagnetice plane cad pe interfața dintre două medii în anumite condiții, coeficientul de reflexie poate ajunge la zero. Unghiul de incidență la care valul incidentului complet, fără reflexie, pătrunde de la un mediu la altul, se numește unghiul Brewster sau unghiul refracției totale și este notat ca.
Condițiile în care nu există nici un val reflectat pot fi stabilite prin rezolvarea ecuațiilor și în raport cu unghiul de incidență. În cazul special, când ambele medii sunt dielectrice nonmagnetice, existența unghiului Brewster este ușor de determinat din considerente fizice.
Figura 66 - Unghiul lui Brewster
Lăsați o undă paralelă polarizată să cadă pe o interfață plană între două dielectrice nonmagnetice. Sub influența câmpului de undă refractat, mediul polarizează: momentele dipol ale moleculelor celui de-al doilea mediu sunt orientate paralel cu vectorul câmpului electric al undei refractate. Diodele moleculare orientate ordonat ale celui de-al doilea mediu emit unde electromagnetice, a căror suprapunere formează un val reflectat plan în primul mediu. Un dipol molecular (poate fi considerat un vibrator electric elementar) nu radiază de-a lungul axei sale. În consecință, un val reflectat nu poate apărea dacă axele diolilor moleculați ordonați sunt paralele cu direcția în care va propaga valul reflectat.
Acum determinăm unghiul Brewster. Din ecuațiile de mai sus pentru coeficienții de reflexie și refracție
rezultă că unghiul Brewster satisface una dintre cele două ecuații:
cu polarizare perpendiculară sau
cu polarizare paralelă. Aici ne referim la unghiul de refracție corespunzător unghiului Brewster.
Este ușor de observat că aceste două ecuații sunt reciproc protevorechat reciproc, adică. E. Fenomenul indicelui de refracție totală poate fi observată în orice perpendicular sau paralel cu polarizarea. Să considerăm nabolee caz comun, atunci când ambele medii adiacente sunt o densitate nemagnetic și optic al doilea mediu este mai mare decât prima. Din aceste ipoteze rezultă că
În plus, prin a doua lege a lui Snellius. și anume
Revenind la formulele de mai sus, vedem că prima dintre aceste ecuații nu poate avea soluții deloc în contextul ipotezelor făcute. Astfel, unghiul Brewster când un val electromagnetic planificat cade pe un dielectric nonmagnetic poate exista doar pentru polarizarea paralelă.
O formulă convenabilă pentru calcularea unghiului Brewster poate fi obținută din expresia coeficientului de reflexie când o undă cade dintr-un vid într-un dielectric:
Într-adevăr, unghiul Brewster trebuie să satisfacă condiția
de unde găsim cu ușurință
unde plane de polarizare circulară și eliptic poate fi reprezentat ca suprapunerea a două unde plane polarizată liniar, dintre care una este în mod normal polarizat, iar celălalt - paralel cu planul de incidență. Deoarece condițiile de existență a unghiului Brewster pentru polarizări paralele și normale sunt diferite, undele cu polarizare circulară sau eliptică se va reflecta în toate unghiurile de incidență. Cu toate acestea, raportul dintre amplitudinile componentelor normale și paralele ale undelor reflectate și refractate va fi diferit de unda de incident. Aceasta duce la o schimbare în polarizarea undelor reflectate și refractate în comparație cu valul incident. În special, în cazul în care un val de avion cu polarizare circulară este incident de la unghiul Brewster pentru unul dintre generatoarele undelor sale polarizată liniar, unda reflectată este polarizată liniar și unda refractată - polarizată eliptic.
Fenomenul de refracție completă poate avea aplicații tehnice utile. Astfel, o placă dielectrică plasată la un unghi Brewster în raport cu direcția de propagare a undei incidente nu creează reflexii. În același timp, aceeași placă poate juca rolul unui element structural important, de exemplu, asigurând etanșarea oricărui dispozitiv.