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Concept
Angle de Brewster
Résumé
vignette|upright=1.5|Résultat d'une simulation électromagnétique réalisée avec le programme Moosh montrant un faisceau réfracté à l'incidence de Brewster par un dioptre entre deux milieux d'indice et .
L'angle de Brewster est un angle d'incidence particulier pour lequel la lumière réfractée et réfléchie possèdent des propriétés de polarisation particulières. Lorsqu'un faisceau lumineux est incident sur un dioptre à cet angle, s'il est polarisé dans le plan d'incidence (polarisation dite p ou TM) il est alors totalement transmis (pas de réflexion), sinon il y aura un faisceau réfléchi qui sera entièrement polarisé.
À l'angle de Brewster, le rayon réfracté et la direction attendue pour le rayon réfléchi forment un angle droit.
La formule de Snell-Descartes permet de prévoir facilement l'angle de Brewster
si l'on connait les indices de réfraction et des milieux. Écrivant
et
on obtient:
L'angle de Brewster est nommé d'après Sir David Brewster qui l'a découvert en 1812. Les découvertes sur la biréfringence et la polarisation en sont alors à leurs débuts, Étienne Louis Malus n'ayant observé qu'en 1808 que la lumière non polarisée reflétée par du verre adoptait une polarisation particulière. Brewster effectue des études sur la lumière reflétée par le verre et observe que sous un certain angle il est possible de complètement éteindre la lumière reflétée par le verre grâce à un cristal de calcite convenablement orienté.
À la suite de ces résultats expérimentaux, Brewster parvint à trouver la loi reliant l'indice de réfraction du verre avec la valeur de cet angle permettant de polariser la lumière totalement.
Ces résultats se révèlent fondamentaux puisqu'ils permettent de déterminer l'indice de réfraction d'un matériau en réflexion et non plus seulement en transmission. Il reçoit la médaille d'or de la royal Society en 1815 pour sa découverte.
L'explication physique du phénomène n'arrive que plus tard, après les travaux notamment d'Augustin Fresnel et les développements en optique physique exprimant l'interaction entre le champ électromagnétique et les milieux diélectriques.
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