偏振的产生

光是如何偏振的？

  光的偏振与电磁场振动的方向有关,我们使用偏光太阳镜来减少太阳光在物体表面反射时的偏光强度，例如汽车表面。构成光的电磁场主要在一个方向上振动，太阳镜的设计是为了过滤掉这种光。如果你摘下太阳镜，你可以朝一个方向旋转，光的强度就会增加，朝另一个方向旋转(希望是朝你戴的方向旋转)，光的强度就会降低。

  以汽车散射光为例，将汽车移到很远的地方，这样你所看到的就是一个亮点。是否有可能分辨出这个点是来自汽车散射的光，还是来自远处看到的非常明亮的光?偏光太阳眼镜会给我们答案。再一次，如果我们旋转眼镜并且强度变化，那么我们就知道光被散射了，但如果光没有变化，那么亮点很可能来自一个非常明亮的光，没有偏振光。

X射线偏振

  有趣的是，X射线也可以通过散射而发生偏振。当x射线穿过物质时，电磁波的电部分使电子发射出光子，使原来的光子改变了方向，或被散射。这个新光子的偏振方向垂直于原光子和散射光子形成的平面。

  我们如何运用这些深奥的知识呢?银河系中心附近的云在X射线下是明亮的，但科学家们并不完全理解为什么这些云在这个时间点上是明亮的。一种理论认为，这些云散射了来自银河系中心的X射线。由于光速有限，这意味着银河系中心在过去要亮得多。确定这些云是否以特定方向偏振，将证实(推翻)这一理论。

  X射线被偏振的另一种方式是当电子以接近光速的速度运动时(相对论电子)的路径被磁场弯曲。电子在电场中旋转，在此过程中发射光子;这些光子的电磁场是偏振的，其在一个方向上振动。这种现象被称为同步辐射。对于最近的恒星，太阳，可见光的偏振可以相对容易地测量，得到磁场的详细信息(见MSFC磁图)。对于更远的天体，细节就不那么容易了，但如果一个物体在磁场中是已知的，例如脉冲星(甚至是蟹状星云中的蟹状脉冲星)，偏振可以告诉我们磁场指向的方向，因为线偏振垂直于磁场，因为电子垂直于磁场加速。但是当脉冲星旋转时，磁场的方向会改变。由于关于这种现象如何产生X射线的模型不止一个，因此关于偏振如何变化的预测也不止一个，科学家们需要实际的偏振测量来确定哪个模型是正确的。