L'étude théorique du phénomène est résumée dans la page Formules de Fresnel
Ce programme visualise les lois de la réflexion et de la réfraction pour des ondes électromagnétiques polarisées rectilignement dans les milieux transparents isotropes.
En cochant sur la case "E // ", on visualise le cas où le champ électrique est contenu dans le plan d'incidence.
La case "E ⊥ " permet de visualiser le cas où le champ magnétique est dans le plan d'incidence.
Avec la souris, on peut déplacer le point blanc placé sur le rayon incident et ainsi modifier la valeur de l'angle d'incidence. Le programme trace les rayons réfracté et réfléchi par le dioptre de séparation entre les deux milieux. L'indice du milieu supérieur est égal à 1 et celui du milieu inférieur vaut n (modifiable avec le curseur).
Le programme trace à l'échelle les vecteurs champs électriques et magnétiques (rond pointé pour les vecteurs normaux au plan d'incidence dirigés vers l'avant, rond et croix pour ceux dirigés vers l'arrière) et il affiche les valeurs des coefficients de réflexion et de transmission pour les amplitudes et pour les intensités.
La valeur de l'angle de Brewster qui correspond à la valeur de l'indice est affichée dans le bandeau supérieur.

Une vibration perpendiculaire au plan d'incidence est toujours déphasée de 180°  par rapport à la vibration incidente.
Par contre lorsque qu'une vibration parallèle passe de l'incidence normale à l'incidence rasante, la vibration réfléchie change de sens par rapport au rayon incident.
Le changement brutal de 180° de la phase a lieu pour l'incidence de Brewster (lors de l'extinction du rayon réfléchi).

Conservation de l'énergie :
Une surface S du dioptre reçoit un faisceau dont la section droite est S.cos( i ) et apportant une énergie égale à K.a².S.cos( i ). Le faisceau réfléchi emporte l'énergie K.a².R².S.cos( i ), et le faisceau réfracté l'énergie K.n.a².T².S.cos( r ).
La conservation de l'énergie se traduit par la relation :

 Miroirs de Malus :

Appareil pour l'étude de la polarisation par réfraction.

Chaque miroir peut tourner autour de l'axe du tube central et autour d'un axe normal au premier.
Quatre cercles gradués permettent de repérer la position des deux miroirs.

Un premier miroir éclairé sous l'incidence de Brewster polarise la lumière incidente. Son réglage est fait pour que le faisceau réfléchi soit selon l'axe du tube.
Le second miroir sert d'analyseur.