光的偏振
1669年的一天，丹麦科学家巴塞林那斯无意当中将一块很大的冰洲石放在书上，当他透过冰洲石看书时，发现石头下的每个字都变成了两个。这是一种非常奇特的现象，但是巴塞林那斯对它进行一番研究后却无法做出解释，于是，他把这种现象记录下来，以便以后有人能继续研究。
十年之后，荷兰的物理学家惠更斯看到了这一记载。他对这一现象也很感兴趣，并立即开始研究。惠更斯发现这种现象是由于一束光射入冰洲石后分为两束光所致的。惠更斯还发现，这两束光的一束遵从折射定律，称它为寻常光以O表示；而另外一束不遵从折射定律，称其为非常光以e表示。惠更斯还进一步发现，如果冰洲石越厚，两束光分得越开。他把这种光通过晶体后一分为二的现象称为光的双折射。
在惠更斯之后的一百多年间，似乎没有谁还对冰洲石的双折射现象感兴趣。但是到了1808年，法国工程师马吕斯的一个新的发现，又再次唤起了人们对冰洲石的重新研究。
一天傍晚，马吕斯在自己家里无意当中通过一块冰洲石观看落日从巴黎卢森堡宫的玻璃窗所反射的像。开始他看到了两个像，这是意料当中的事情，但是当他把冰洲石转到某一位置时，两个像变了一个。这可是个新现象，马吕斯为自己的这一发现激动不已。当天晚上，马吕斯立即利用其它光源做实验，他发现经玻璃或者水面反射的光通过转动的冰洲石时都有这种现象，他还发现当透过冰洲石的烛光以36°角投射到水面时，一个烛像就消失了，而在其它角度时，两个像都出现。但两个像的亮度一般是不同的，并且随着冰洲石的转动，两个像也明亮交替变化。马吕斯把这种光强度随方向变化的现象称为光的偏振化，而这种光叫偏振光。
两年后的1810年，马吕斯的发现传到正在复兴光的波动说的杨氏、菲涅耳等科学家那里。当时，杨氏他们都认为光是一种纵波，而且用纵波解释了许多光学现象。但当他们试图用纵波解释马吕斯的发现时，却发现用纵波构成的光的波动说无法容纳这一光学新现象。而与此同时，信奉光的微粒说的马吕斯本人却用微粒说对他的发现做出令人信服的解释。这无疑是对刚刚复兴的波动说的一个严峻考验，但是杨氏和菲涅耳等没有隐匿困难，而是百折不回地进行研究。6年之后，杨氏终于发现如果假定光是横波，就能以光的波动说对马吕斯的发现做出当时最圆满的解释。
那么什么是纵波和横波？这是波动的两种方式，我们平常并不少见。当声音传开时，沿着声波传播的方向，空气分子的密度分布发生疏密变化，这就是纵波；如果把一根绳索的一端固定，而用手不断上下抖动另一端，就会看到一个接一个的波形沿着绳索传播过去，这就是横波。
纵波和横波的主要区别是纵波的振动方向和波的传播方向一致，而横波的振动方向与波的传播方向垂直。仔细观察这两种波动还会发现，横波的振动是偏在某一平面内，所以只有横波才可能是偏振的。而沿着纵波的传播方向去看，它的振动方向只是一个点，所以纵波没有偏振的意义。
杨氏认为如果光是横波，那么它就可能有两种互相垂直的振动方式。光透过冰洲石时由于振动方式的不同而分为两束，这两束光以36”角投射到玻璃或者水面时，一种振动方式的光全部成为透射光，而另一种则成为反射光，当然就只能看到一个像。而在其它人射角时，两种振动方式的光都有透射和反射，所以会看到两个像。由于两束光的透射和反射都与角度有关，所以当转动冰洲石时，两个像的亮度也随之交替变化。
经过杨氏、菲涅耳等科学家的研究和发展，光是横波开始得到科学界的广泛承认。但是我们平常所看到的光源如太阳。电灯、烛光为什么不显示出偏振性呢？当然这不是杨氏那个时代的科学家所能解决的问题，但我们今天对它就非常清楚。任何普通的光源都是由大量的原子、分子组成的，它们发出的光就是这些原子、分子发光的总和。由于单个原子或分子瞬间发出的一列光波是偏振的，即它的振动偏在一定的方向，但原子、分子的发光是间歇性的，在下一瞬间发射的另一列光波，就不在这个方向偏振了。因此，就单个原子、分子的发光来说，它在各个瞬间所发光波的振动方向时刻变化着。而光源中的大量原子、分子发光时，又是互不相关各行其事，因此从总体上来说，普通光源发出的光的振动在空间的各个方向上均匀分布，因而不显示出偏振性。
既然光是横波，那就应有实验证明。早在1928年，一位年轻的大学一年级学生埃德温•兰德就成功地从普通光中分离出在任一方向振动的偏振光。兰德把一种叫做赫拉帕赛的晶粒嵌在塑料薄膜里，然后把薄膜沿一个方向拉伸，于是针状的赫拉帕赛晶粒就随着塑料分子的拉长而整体排列起来。当用普遍光源发出的光照射这种塑料薄膜时，只有振动方向与晶粒排列方向相同的光才能通过，当然通过的光便是偏振光，后来人们就称这类能产生偏振光的人工材料为偏振片。
兰德制做的偏振片不但再次证实光是横波，而且为偏振光的应用开辟了广阔的前景。当然今天人们获得偏振光的方式很多，这不但有尺寸很大、价格便宜的人工偏振片，而且也有价格虽贵、但透光性却优于人工偏振片的偏振棱镜。最常用的一种偏振镜叫尼科耳棱镜，它是用方解石晶体做成的。
