1. 偏光の反射
 
 光が界面で反射される際、反射光では一般に、振幅(amplitude)の変化と位相(phase)の跳びが生じる。反射の際の振幅反射率(amplitude reflectivity)をr、位相の跳びをδとすると、r・exp(iδ)を複素振幅反射率という。複素振幅反射率の値は、光の入射角と界面の屈折率(refractive index)で決まってくる。
 
さらに、複素振幅反射率は入射する光の偏光状態(polarization state)にも依存する。図2に示すように、電気ベクトルが入射面内で振動する光の成分をp成分(p偏光)と呼び、電気ベクトルが入射面に垂直に振動する光の成分をs成分(s偏光)と呼ぶが、これら、p、s偏光に対する界面の(複素)振幅反射率を与える式がフレネル係数(Fresnelcoefficient)である。 図2
図 2
 以下に、空気中から屈折率nの透明媒質に入射角φで光が入射するときのフレネル係数の式を示す。
     
(3)
 ここで、sinφ = n・sinχ(Snell's law:スネルの法則)である。反射面が水やガラスのように透明な物質の場合、フレネル係数(複素振幅反射率)は実数となるので、δ=0またはπである。
そして、強度反射率(Rp、s=rp、s2)を図示したものが図2(右)である。図2から、p偏光では、ある入射角で反射率が0となることがわかる。この入射角をブリュ−スター角(Brewster's angle)または偏光角(polarization angle)という。屈折率nの媒質に対するブリュ−スター角をφBとすると、p偏光に対するフレネル係数の式より、


  tanφB=n

が成り立つ。
 また、図2からわかるように、s偏光の方がp偏光より反射率が大きいので、界面からの反射光は一般にs成分を多く含む光となる。そして、pおよびs成分を含む光が、Brewster角でガラス表面に入射すると、反射光は図3に示すように、完全にs偏光(s成分のみ)となる。図4-1では雨上がりの濡れた路面に人の像が映っているが、これをp方位の偏光子を通して見ると、水面からの反射である人の像は消えてしまう(図4-2)。
参照 実験 3)偏光の反射とBrewster角(1)
参照 実験 3)偏光の反射とBrewster角(2)
 
図3 図 4-1.2
図 3 図 4-1 図 4-2