当自然光在两种各向同性介电质的分界面上反射和折射时,光的偏振状态会改变。通常情况下,反射光和折射光不再是自然光,而是部分偏振光,而且在反射光中垂直于入射面的光振动要多于平行振动,而折射光则相反。反射光的偏振化程度与入射角有关,当入射角度等于布儒斯特角时,反射光就成为只有垂直于入射面的线偏振光[4][5]。
布儒斯特角等于两种介质的折射率之比的反正切。
设θ1为入射角,θ2为折射角。根据斯涅尔定律有:
n
1
sin
(
θ
1
)
=
n
2
sin
(
θ
2
)
,
{\displaystyle n_{1}\sin \left(\theta _{1}\right)=n_{2}\sin \left(\theta _{2}\right),}
如果反射角和折射角垂直,则:
n
1
sin
(
θ
B
)
=
n
2
sin
(
90
−
θ
B
)
=
n
2
cos
(
θ
B
)
.
{\displaystyle n_{1}\sin \left(\theta _{B}\right)=n_{2}\sin \left(90-\theta _{B}\right)=n_{2}\cos \left(\theta _{B}\right).}
整理,得:
θ
B
=
arctan
(
n
2
n
1
)
,
{\displaystyle \theta _{B}=\arctan \left({\frac {n_{2}}{n_{1}}}\right),}
其中n1和n2为该两种介质的折射率。