Undele electromagnetice se compun, după cum le spune și numele, dintr-o parte electrică și una magnetică. Cele două părți oscilează, iar energia se transferă de la cîmpul magnetic la cel electric și invers. Frecvența de oscilație este caracteristica esențială a undelor electromagnetice; în funcție de ea vorbim de unde radio, microunde, radiație infraroșie, lumină vizibilă, radiație ultraviletă, raze X etc.
Atît cîmpul electric cît și cel magnetic au o orientare, adică se descriu vectorial. De exemplu, cîmpul electric staționar produs în interiorul unui condensator format din două plăci metalice paralele cu vid între ele este perpendicular pe plăci și îndreptat de la placa pozitivă la cea negativă (o mică sarcină electrică pozitivă simte o forță în direcția cîmpului, deci spre minus).
Asta înseamnă că și undele electromagnetice au o anumită orientare. Nu contează numai în ce direcție se propagă ele, ci și cum oscilează cele două cîmpuri componente. Cîmpul magnetic este perpendicular pe cel electric și amîndouă sînt perpendiculare pe direcția de propagare. De exemplu, o undă radio care pleacă orizontal de la București spre Ploiești, adică spre nord, poate avea cîmpul electric orientat fie vertical (sus-jos), fie orizontal (est-vest), fie la un alt unghi oarecare în acest plan perpendicular pe direcția de propagare. De obicei undele radio de frecvență medie (AM) sînt polarizate vertical, iar cele de frecvență înaltă (FM) sînt polarizate orizontal, dar sînt și excepții.
Prin convenție, polarizarea unei unde electromagnetice este dată de componenta electrică a undei, nu de cea magnetică (din motive practice). Deci dacă unda are cîmpul electric vertical spunem că e polarizată vertical.
Polarizarea descrisă mai sus se numește liniară. Dacă suprapunem două unde polarizate liniar, din care una orizontală și una verticală, obținem o undă polarizată tot liniar, dar oblic (la 45° dacă cele două unde au aceeași amplitudine). Dacă însă decalăm în timp cele două unde, prin întîrzierea uneia dintre ele, obținem o undă care nu mai e liniară, ci în general eliptică sau, dacă întîrzierea e de fix un sfert de perioadă, circulară.
O undă polarizată circular poate fi înțeleasă ca o undă al cărei cîmp electric se rotește permament, cu o tură la fiecare perioadă de oscilație a undei (evident, și cîmpul magnetic se rotește concomitent). În funcție de sensul rotației polarizarea circulară poate fi stîngă sau dreaptî (dar deocamdată nu există o convenție clară universală; stînga devine dreapta dacă te uiți în celălalt sens al propagării). Astfel de unde polarizate circular se folosesc de exemplu la transmisiile GPS și în alte aplicații radio cu sateliți, pentru că sateliții se rotesc, încît o polarizare liniară ar face ca intensitatea semnalului să depindă de orientarea antenei receptoare.
Lumina venită de la Soare nu e polarizată, adică se compune din unde electromagnetice cu polarizări amestecate, pentru că fiecare proces de emisie de lumină din Soare este aleator în raport cu celelalte. La fel sînt toate sursele de lumină bazate pe emisie termică sau alte procese la care nu există o orientare preferențială a cîmpului electric sau magnetic. Dar există și surse de lumină polarizată, de exemplu o bună parte din laseri. De asemenea, lumina nepolarizată se poate polariza trecînd-o prin filtre speciale sau reflectînd-o pe anumite suprafețe la anumite unghiuri.
Lumina cerului este parțial polarizată. La fel și lumina care se reflectă pe suprafața unui lac, pe ferestre sau pe alte obiecte lucioase. Unii fotografi folosesc filtre polarizatoare montate pe obiectiv pentru a modifica echilibrul de luminozitate al feluritelor suprafețe.
Polarizarea se mai folosește de exemplu în ochelarii pentru filme 3D. În prezent astfel de ochelari folosesc filtre care selectează cîte una din cele două polarizări circulare, stîngă și dreaptă. Pe vremuri se folosea polarizare liniară, dar trebuia să nu-ți înclini capul.
Un fenomen pe care am văzut că puțini îl știu (chiar printre fizicieni) este că în anumite condiții retina umană poate detecta starea de polarizare a luminii, fără a folosi alt instrument. Fenumenul se numește „peria lui Haidinger”. Este nevoie ca ochiului să i se prezinte o suprafață luminoasă, albă sau slab colorată, uniformă și bine polarizată. În imagine apar patru pete așezate ca într-un trifoi cu patru foi; două apar albăstrui și au direcția cîmpului electric; celelalte două sînt puțin gălbui și apar pe direcția perpendiculară. Unii sînt capabili să vadă peria lui Haidinger și pe cer, deși lumina cerului e doar parțial polarizată și mai e și albastră.
Mă opresc aici pentru că răspunsul e deja foarte lung. Dar chiar la nivel de popularizare ar mai fi multe de spus.
