Polarılma
Eğer bir ışık demeti ya da başka herhangi bir ışınım türü belirli bir doğrultuda öbür doğrultulara oranla daha fazla titreşiyorsa, o ışınım ya da ışık demeti polarılmış ya da kutuplanmış demektir. Bunu anlamak için ışığın bir tür dalga hareketi olduğunu anımsamak gerekir. Işık belli bir doğrultuda yol alırken, dalga hareketi yanlara doğru gerçekleşir; yani dalganın titreşim doğrultusu ile ilerleme doğrultusu birbirine diktir, bu yüzden de ışık dalgaları “enine dalga” olarak tanımlanır. Sıradan bir ışık demeti, olanaklı bütün yan doğrultulardaki enine dalga hareketlerini içerir. Bu hareketleri göremememizin bir nedeni, bunların son derece hızlı gerçekleşmesidir (sarı ışıkta saniyede yaklaşık 500 trilyon dalga hareketi bulunur).
Bir el feneri, sıradan bir elektrik ampulü ya da Güneş’ten gelen ışık “kutuplanmamış” ışıktır, çünkü bunlarda dalgalar bütün doğrultularda yana doğru titreşir. Kutuplanmış ışıkta ise, dalgalar belirli bir doğrultuda başka doğrultulardakilerden daha çok titreşir; bu tür bir kutuplanmış ışık çeşitli yollardan elde edilebilir. Örneğin sıradan, kutuplanmamış ışık Polaroid gibi polarıcı bir filmden geçirilebilir; bu, saydam plastik ya da cam levhalar arasına yerleştirilmiş ve her iki yüzü herapatit denen kimyasal bir maddeyle kaplanmış ince bir filmdir.
İki polarıcı filmi birbirinin karşısına tutar ve bunlardan birini kendi çevresinde yavaş yavaş döndürürseniz, bu iki filmden geçip gelen ışık giderek soluklaşır ve öyle bir an gelir ki, ışığın neredeyse tümü yok olur; ama eğer ilk filmi döndürmeyi sürdürürseniz, ışık yeniden artmaya başlar. Bu olay, her bir filmin yalnızca belirli bir yan doğrultudaki dalga hareketinin geçmesine izin vermesinden kaynaklanır. Eğer bu iki film geçmesine izin verecekleri dalga hareketlerinin doğrultuları aynı olacak biçimde konumlandırılırsa, o zaman ışığın büyük bölümü geçebilir. Ama filmlerden biri, birincisinden geçen ışığın bir bölümü ikinci film tarafından kesilecek biçimde döndürülürse, öyle bir konuma gelinir ki, birincisinden geçen ışığın dalga hareketinin doğrultusu ile İkincisinden geçebilecek olanın doğrultusu birbirine dik duruma gelir ve işte o zaman bu iki filmden hiçbir ışık geçmez. Buna, “çapraz” düzenleme denir.
Fizikçiler, çeşitli maddelerin incelenmesinde ve ışık konusundaki araştırmalarda polarılmış ışıktan yararlanırlar; polarılmış ışık başka uygulamalarda da kullanılır. Çapraz olarak düzenlenmiş iki polarıcı filminin arasına uygun bir saydam plastik parçası yerleştirilirse, filmlerden hiçbir ışık geçmeyebilir; ama bu plastiğe bir kuvvet uygulanırsa, plastiğin özellikleri değişir ve bir parça ışık geçebilir. Bu durumda plastiğin üzerinde renkli çizgiler oluşur. Bu renkli çizgilerin oluşturduğu desen uygulanan kuvvete bağlıdır. İşte inşaat mühendisleri bu olgudan yararlanarak, gerçekleştirecekleri köprü, bina gibi büyük ve pahalı yapılarda hangi kuvvetlerin doğabileceğini araştırabilirler. Bunun için önce köprünün küçük ve ucuz bir modeli yapılır ve bu model uygulanan çeşitli kuvvetler altında, polarılmış ışıkla incelenir. Böylece mühendis inşaata başlamadan önce, tasanınım yaptığı köprünün taşıması gereken yüklere dayanıp dayanmayacağını, bazı kesimlerinin tasarımının değiştirilmesinin gerekip gerekmediğini belirleyebilir.
Televizyon görüntülerini taşıyan radyo dalgaları da polarılmıştır. Bir vericinin göndereceği dalgaların kutuplanma doğrultusu anten düzeniyle belirlenir. Görüntüyü net olarak alabilmesi için alıcı televizyonun anteni de verici anteniyle tam olarak aynı açıda olacak biçimde ayarlanmalıdır.
Kutuplanmış ışık üretmek ya da incelemek için çoğu zaman Nicol prizmalarından yararlanılır; bu prizmalar, iki kalsit (kalsiyum karbonat) parçasının belirli doğrultularda kesildikten sonra tekrar birbirlerine yapıştırılması yoluyla hazırlanır. Bazı maddeler polanlmış ışığın doğrultusunu değiştirebilir ya da bu ışığı döndürebilir. Nicol prizmalarından oluşan polarimetre, dönme derecesini ölçmek için kullanılır.
