偏振（光学）

在通常讨论的自由传播平面光波中，电场和磁场都横向于传播方向，惯常用电场描述偏振。观察空间中固定的一点：电场矢量若沿固定直线往复变化，就是线偏振；若大小不变而方向均匀转动，其端点画圆，就是圆偏振；更一般的周期状态可画出椭圆。

这些图形表示场矢量随时间的变化，不是光线在空间中绕圈前进。把两个正交电场分量相加，振幅相等且相差四分之一个周期时可得到圆偏振。自然光常包含随时间变化的多种偏振成分，统计上没有固定偏好，称为非偏振光。部分偏振光则介于完全确定的偏振状态与完全非偏振之间。

参考：[1] [2]

理想线偏振片选择通过沿其透光轴的电场分量。已知线偏振光与透光轴夹角为θ时，透射强度服从马吕斯定律I＝I₀cos²θ，其中I₀是进入这片偏振片之前的强度。转动第二片作为检偏器，便能观察由明到暗的变化。

非偏振光先经过理想偏振片，平均强度减半并成为线偏振光。再加一片轴向垂直的理想偏振片，透射可降至零。实际器件存在吸收和漏光，实验要考虑背景。这类方向选择性与光的横向振动相联系，不是所有波动只要变暗就算偏振。

参考：[1]

圆偏振光通过转动的理想线检偏器，透射强度不随角度改变；非偏振光也可出现同样现象。因此，单靠“转动时亮度不变”无法区分两者，需要加入能够改变正交分量相位差的波片。

四分之一波片在设计波长下引入四分之一周期的相位差。适当安排光的偏振方向与波片轴，可在线偏振与圆偏振之间转换，再用检偏器分析。波片主要改变相位，偏振片选择振幅分量，二者不能混为同一种器件，其效果也受波长和方向条件限制。

参考：[2]

水面或玻璃反射光通常具有一定偏振特征，偏振太阳镜据此削弱眩光。在适当的介质及入射角条件下，反射光可完全线偏振，这与布儒斯特角有关；普通变暗的镜片却不必具有同样的选择作用。

液晶显示利用受电场控制的光学响应，配合偏振片调节像素明暗。这里光的偏振是电磁波的状态，不能与电介质内部电荷分布的极化直接等同，更与社会意见分化无关。强度相同的两束光可以偏振不同，偏振改变也不必总伴随总强度改变。

参考：[1] [2]