偏振

111极化（也称为极化）是一种应用于横波的属性，它指定了振荡的几何方向。 在横波中，振荡方向垂直于波的运动方向。 极化横波的一个简单示例是沿着拉紧的弦传播的振动（见图）； 例如，在像吉他弦这样的乐器中。 根据拨弦的方式，振动可以是垂直方向、水平方向或与弦垂直的任何角度。 相反，在纵波中，例如液体或气体中的声波，振荡中粒子的位移总是在传播方向上，因此这些波不表现出极化。 表现出极化的横波包括电磁波，例如光波和无线电波、引力波以及固体中的横向声波（剪切波）。

诸如光之类的电磁波由始终相互垂直的耦合振荡电场和磁场组成； 按照惯例，电磁波的极化是指电场的方向。 在线性偏振中，场在一个方向上振荡。 在圆极化或椭圆极化中，场在波传播时在平面内以恒定速率旋转。 旋转可以有两个可能的方向； 如果场相对于波传播方向以右手方向旋转，则称为右旋圆极化，而如果场以左手方向旋转，则称为左旋圆极化。

来自许多来源的光或其他电磁辐射，例如太阳、火焰和白炽灯，由具有相同偏振混合的短波序列组成； 这称为非偏振光。 偏振光可以通过使非偏振光通过偏振器来产生，偏振器只允许一种偏振的波通过。 最常见的光学材料不会影响光的偏振，但是，一些材料——那些表现出双折射、二向色性或光学活性的材料——会根据其偏振对光产生不同的影响。 其中一些用于制造偏振滤光片。 当光从表面以一定角度反射时，它也会变得部分偏振。

根据量子力学，电磁波也可以被视为称为光子的粒子流。 从这个角度来看，电磁波的极化是由光子的自旋量子力学特性决定的。 光子有两种可能的自旋之一：它可以按右手方向或左手方向旋转其行进方向。 圆极化电磁波由只有一种自旋的光子组成，即右旋或左旋。 线偏振波由左右圆偏振态叠加的光子组成，具有相等的振幅和同步的相位以在平面内产生振荡。

偏振是涉及横波的科学领域的一个重要参数，例如光学、地震学、无线电和微波。 尤其受影响的是激光、无线和光纤通信以及雷达等技术。

大多数光源被归类为非相干和非偏振（或仅部分偏振），因为它们由具有不同空间特征、频率（波长）、相位和偏振态的波的随机混合组成。 但是，特别是为了理解电磁波和极化，只考虑相干平面波会更容易； 这些是一个特定方向（或波矢）、频率、相位和偏振态的正弦波。 然后可以使用那些给定参数表征与平面波相关的光学系统来预测其对更一般情况的响应，因为具有任何指定空间结构的波可以分解为平面波的组合（其所谓的 角谱）。

非相干态可以随机建模为具有某种频率（其频谱）、相位和极化分布的此类不相关波的加权组合。

在自由空间或其他均匀各向同性非衰减介质中传播的电磁波（如光）被恰当地描述为横波，这意味着平面波的电场矢量 E 和磁场 H 分别在某个方向上垂直 到（或横向）波传播的方向； E和H也相互垂直。 按照惯例，电磁波的极化方向由其电场矢量给出。