Peter N. Saeta, professeur adjoint de physique au Harvey Mudd College, répond :
« Le champ électrique oscillant dans l’onde lumineuse entrante produit une force sur les charges à l’intérieur du miroir. La plupart des charges sont soit trop lourdes (comme c’est le cas pour les noyaux des atomes), soit trop étroitement liées (comme c’est le cas pour la plupart des électrons) pour vibrer de manière significative en réponse à ce champ. En revanche, les électrons de liaison relativement peu contraignants, ainsi que les électrons libres présents dans les métaux, peuvent se déplacer en réponse à ces forces électriques. Ces électrons oscillent à la même fréquence que la lumière incidente, ce qui donne lieu à l’onde réfléchie.
« Comme il y a un grand nombre d’électrons dans le miroir, tous vibrant à la fréquence de la lumière incidente, la réflexion à partir du miroir est vraiment un effort de groupe. Tous les électrons dansent sur la même musique, dont le rythme est fourni par l’onde lumineuse incidente. Cette coordination fait que l’onde réfléchie fait le même angle par rapport à la surface du miroir que le faisceau incident.
« Un miroir typique consiste en un morceau de verre qui a été recouvert d’une couche de métal. Le verre en lui-même reflète un peu la lumière, mais la couche de métal augmente considérablement la réflectivité. Si le métal était parfaitement conducteur, il réfléchirait toute la lumière, mais la conductivité des métaux réels n’est pas parfaite. Cette imperfection entraîne une certaine absorption de la lumière dans le métal. Une surface d’argent polie, par exemple, reflète environ 93 % de la lumière visible incidente, ce qui est très bien pour un métal. Il est intéressant de noter que si la couche de métal est très fine (quelques centaines d’atomes seulement), une grande partie de la lumière traverse le métal et ressort par l’arrière. Si vous obtenez l’épaisseur d’une couche métallique correcte, vous pouvez fabriquer un séparateur de faisceau qui divise un faisceau de lumière incident en deux parties égales, avec juste une petite partie de la lumière perdue dans le film métallique lui-même.
« Aussi bonne que soit la réflectivité d’un miroir en argent, vous pouvez faire beaucoup mieux avec des miroirs diélectriques. Ces réflecteurs sont constitués de couches alternées de deux matériaux transparents qui ont des indices de réfraction différents. Les miroirs diélectriques peuvent avoir une réflectivité de 99,999 % ou plus à la longueur d’onde pour laquelle ils sont conçus. Dans ces miroirs, essentiellement toute la lumière incidente est réfléchie, et pratiquement aucune n’est absorbée dans le miroir ou transmise à travers celui-ci. »