偏振

光是一種橫波，它的電場橫著前進方向擺動，但橫著是往哪個方向，上下、左右，還是介於中間？偏振就是答案，它描述一道光波的場沿著哪個方向振盪。一般的陽光或燈光是非偏振光，是所有這些方向混在一起的雜亂集合，而雷射或穿過偏振片的光可以被排列成單一方向。它回答的問題是：橫於前進方向是一整個平面的可能，那波究竟是往哪個方向抖動？

因為光是橫向的電磁波，它的電場指向與前進方向成直角，但這仍留下一整圈可能的方向。線偏振光的場沿著一條固定的線振盪。偏振片（polaroid）像一道給波用的柵欄，它只讓沿著自己穿透軸的場分量通過，其餘吸收掉。當強度 I_0 的偏振光遇到穿透軸與光偏振方向夾角為 theta 的偏振片，穿透的強度遵循馬呂斯定律（Malus's law），I = I_0 cos^2(theta)：軸對齊時全部通過，交叉時（theta = 90 度）什麼都不通過而變暗。光在以掠角從水面或玻璃這類表面反射時，也會變成部分偏振。

偏振被用於日常：偏光太陽眼鏡濾掉從路面與水面反彈的水平偏振眩光，而液晶螢幕（LCD）靠在交叉偏振片之間旋轉偏振光來讓像素變亮或變暗，這就是為什麼透過偏光太陽眼鏡看手機，在某些角度螢幕會變黑。關鍵在於，只有橫波能被偏振，所以光能被偏振這件事，正是它是橫波的直接證據。一個誠實的對照：聲音是縱波，它的振盪沿著前進方向，沒有橫向的方向可選，所以聲音根本無法被偏振。