為什么會有光的衍射現(xiàn)象？導(dǎo)讀：以下章節(jié)為靈遁者量子力學(xué)科普書籍大家要清楚的知道，這個(gè)時(shí)候偉大的電磁學(xué)集大成者麥克斯韋還沒有出生呢 。所以菲涅爾的理論并沒有探觸到光的本質(zhì)，也不會認(rèn)識到光是電磁波 。他是從現(xiàn)象開始著手研究的，需要非常好的想象力 。1852年，喬治·斯托克斯提出一種強(qiáng)度表述，能夠描述偏振光、非偏振光與部分偏振光的物理行為；只需要使用四個(gè)參數(shù)，后來稱為斯托克斯參數(shù)就可以描述任何光束的偏振態(tài)，更重要地，這四個(gè)參數(shù)可以直接測量獲得 。那時(shí)，電磁學(xué)理論雜亂無章，詹姆斯·麥克斯韋將這些理論加以整合，于1865年提出麥克斯韋方程組 。從這方程組，他推導(dǎo)出電磁波方程，推論出光波是一種電磁波，可以用麥克斯韋方程組作精確描述 。菲涅耳的波動理論是建立于一些貌似合理的假定，由于能夠正確描述光波的一些物理行為，例如，傳播、衍射、偏振等等，符合實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果，所以才被學(xué)術(shù)界接受 。從麥克斯韋方程組可以嚴(yán)格地推導(dǎo)出菲涅耳的波動理論，給予這理論堅(jiān)實(shí)穩(wěn)固的基礎(chǔ) 。大多數(shù)光源屬于非偏振光源，例如，太陽、白熾燈等等，因?yàn)樗鼈兯l(fā)射出的光波是由一組不同空間特征、頻率（波長）、相位、偏振的光波隨機(jī)混合所組成 。為了了解光波的偏振性質(zhì)，最簡單的方法就是先只思考單色平面波，這種波是具有特定傳播方向、頻率、相位、振蕩方向的正弦波 。從研究平面波光學(xué)系統(tǒng)的性質(zhì)與行為，可以對于一般案例給出預(yù)測，這是因?yàn)槿魏翁囟臻g結(jié)構(gòu)的光波都可以分解為一組不同頻率、不同振幅的平面波，稱為其角譜 。日常可見光的大多數(shù)光源，包括黑體輻射、螢光，太陽光等，會發(fā)射出不相干光波 。在這些光源物質(zhì)里，處于激發(fā)態(tài)的原子或分子會獨(dú)立、毫無關(guān)聯(lián)地發(fā)射出這些隨機(jī)偏振的電磁輻射波列 。每個(gè)波列持續(xù)大約10-8秒，所以，光波的偏振只能保持不變不超過10-8秒 。這種光波稱為“非偏振光” 。這術(shù)語所傳達(dá)出的意思并不精準(zhǔn)，因?yàn)樵谌我鈺r(shí)刻、任意位置，電場與磁場的方向都很明確，這術(shù)語所要傳達(dá)出的意思為，偏振隨時(shí)間流易而改變的速度非?？?，它不是無法被測量到，就是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果無關(guān) 。最通俗的理解是偏振是普遍存在的 。偏振光在通過消偏器之后，由于透射光的偏振隨時(shí)間流易而改變的速率非?？?，實(shí)際而言，可以忽略透射光在任意時(shí)刻的偏振，因此將透射光歸類為“非偏振光” 。上面有提到聲波沒有偏振現(xiàn)象，現(xiàn)在問大家，為什么沒有？像聲波一類的縱波，振蕩方向按照定義是沿著傳播方向，所以，偏振這論題通常不會被提出 。但另一方面來說，在大塊固體傳播的聲波也可能是橫波，也可能是縱波，總共有三個(gè)偏振分量 。對于這案例，橫偏振伴隨剪應(yīng)力的方向，位移方向垂直于傳播方向；縱偏振描述固體的壓縮與振蕩沿著傳播方向 。在地震學(xué)里，橫偏振與縱偏振之間的傳播差別是很重要的參數(shù) 。因?yàn)楸菊碌膬?nèi)容，比較抽象，需要很好的想象，不知道大家理解了沒有？ 最后再給大家做一個(gè)通俗的解釋 ?？梢赃@樣說，只要是橫波，就存在偏振 。為什么呢？振動方向?qū)τ趥鞑シ较虻牟粚ΨQ性叫做偏振 。這也是橫波區(qū)別于其他縱波的一個(gè)最明顯的標(biāo)志，只有橫波才有偏振現(xiàn)象 。而光波是電磁波，因此，光波的傳播方向就是電磁波的傳播方向 。光波中的電振動矢量E和磁振動矢量H都與傳播速度v垂直，因此光波是橫波，它具有偏振性 。具有偏振性的光則稱為偏振光 。很多迷糊應(yīng)該會是迷糊為什么自然光不是偏振光 。通常，光源發(fā)出的光波，其光波矢量的振動在垂直于光的傳播方向上作無規(guī)則取向，但統(tǒng)計(jì)平均來說，在空間所有可能的方向上，光波矢量的分布可看作是機(jī)會均等的，它們的總和與光的傳播方向是對稱的，即光矢量具有軸對稱性、均勻分布、各方向振動的振幅相同，這種光就稱為自然光 。但自然光肯定也是電磁波，是橫波，所以是具有偏振的 。為什么沒有把它稱為偏振光，主要觀點(diǎn)就是上面從統(tǒng)計(jì)角度所說的原因，還有一個(gè)原因上面也提到了 。就是日常的大多數(shù)光源，包括黑體輻射、螢光，太陽光等，會發(fā)射出不相干光波 。在這些光源物質(zhì)里，處于激發(fā)態(tài)的原子或分子會獨(dú)立、毫無關(guān)聯(lián)地發(fā)射出這些隨機(jī)偏振的電磁輻射波列 。每個(gè)波列持續(xù)大約10-8秒，所以，光波的偏振只能保持不變不超過10-8秒 。對于人類來說，這是非常非常短暫的 。所以這種光波稱為“非偏振光” 。這個(gè)現(xiàn)象我們在講光的干涉，光的衍射的時(shí)候，就講了 。這樣講大家應(yīng)該就可以理解了 。