光的偏振：平面偏振光、自然光和椭圆偏振光

根据光的电磁理论，光波是电磁波，其电矢量E和磁矢量H相互垂直，同时也与光的传播方向垂直。视觉和感光材料的特性表明，引起视觉和化学反应的是光的电矢量。常用电矢量E来表示光的振动方向，并将电矢量E和光的传播方向所构成的平面称为光振动面。

在传播过程中，光的振动方向始终保持在某一确定方位，这种光被称为平面偏振光或线偏振光，如图4-15-1（a）所示。光源发射的光由大量原子或分子辐射构成。由于热运动和辐射的随机性，大量原子或分子发射的光的振动面在各个方向上的概率是相同的。通常情况下，各个方向的电矢量在10^-15秒内的时间平均值相等，因此产生了如图4-15-1（b）所示的自然光。

然而，也有一些光的振动面在某个特定方向上出现的概率大于其他方向，也就是说，在较长时间内电矢量在某一方向上较强，这种光被称为部分偏振光，如图4-15-1（c）所示。此外，还有一些光的振动面的取向和电矢量的大小会随时间按规律变化，其电矢量末端在垂直于传播方向的平面上呈椭圆（或圆）轨迹移动，这种光被称为椭圆偏振光（或圆偏振光）。