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Onda en dirección $\hat{x}$
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Si se tiene una onda en el espacio tridimensional que oscila en la dirección $\hat{x}$ se puede observar un movimiento del tipo:
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Onda en dirección $\hat{y}$
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Si se tiene una onda en el espacio tridimensional que oscila en la dirección $\hat{y}$ se puede observar un movimiento del tipo:
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Superposición misma fase
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Si la oscilación en la dirección $\hat{x}$ es superpuesta a la en la dirección $\hat{y}$ se obtiene nuevamente una oscilación en un plano solo que este esta inclinado en un angulo que depende de las amplitudes de cada onda.
Al estar la oscilación confinada a un plano se habla de que esta linealmente polarizada.
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Superposición con fase $\pi/2$: polarización circular
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Si la oscilación en la dirección $\hat{x}$ es superpuesta a la en la dirección $\hat{y}$ pero con una diferencia de fase de
Al estar la oscilación girando habla de que esta circularmente polarizada.
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Superposición con fase y/o amplitud distinta: polarización elíptica
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Si la oscilación en la dirección $\hat{x}$ es superpuesta a la en la dirección $\hat{y}$ pero con una diferencia de fase no igual a
Al estar la oscilación girando pero el perfil no ser circular se habla de que esta polarizada elipticamente.
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Polarizar la onda (analogía mecánica)
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La mayor parte de las fuentes naturales emiten luz no polarizada, o sea no existe un plano característico o combinaciones de componentes. Sin embargo es factible 'polarizar' la luz es decir privilegiar una dirección en partícula filtrando las restantes. La analogía mecánica es una cuerda que oscila y en que en un extremo existen dos barras que suprimen movimientos en una dirección ortogonal a ellas:
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Polarizar la onda óptico
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En el caso óptico se trata de un elemento que es trasparente solo a una dirección definida:
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Mecanismo para crear un elemento que polariza la luz
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Los filtros polarizados operan con lentes que están constituidos de largas moléculas que permiten que electrones se desplazan a lo largo de estas. Si la luz incidente es paralela a la molécula el campo pierde energía en acelerar dichos iones amortiguándose la onda. Una componente perpendicular no es capaz de interactuar con los electrones y por ende no es amortiguada:
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Uso de varios filtros rotados entre ellos
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Si se usan múltiples filtros, el primero generara luz polarizada mientras los siguientes puede dejar pasar o obstruir el haz creándose asi un sistema en que se puede bajar continuamente la intensidad.
Nota: Una aplicación practica se encuentra en las ventanas del avión Boeing 787 Dreamliner. En el ya no existen las típicas persianas mecánicas si no que un interruptor para variar continuamente el nivel de luz que entra en la cabina. Adicionalmente permite a la tripulación regular centralmente el estado de las persianas permitiendo evitar que en un vuelo de noche pasajeros comiencen a abrir las persianas demasiado temprano asegurando asi que la gente pueda continuar durmiendo.
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Polarizar mediante refracción
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La luz que incide sobre una interface es parcialmente reflejada y refractada. Si la luz incidente no esta polarizada e incide bajo el llamado angulo d Brewster, entonces la componente reflejada estará perfectamente polarizada (linealmente) con un plano paralelo al plano de incidencia y ortogonal al de incidencia:
La luz refractada estará levemente polarizada.
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El angulo de Brewster
Ecuación
Para que la luz reflejada este polarizada o luz polarizada paralelo al plano de incidencia no experimente perdida por reflexión el haz debe incidir bajo el angulo de Brewster que se puede calcular de
 $ \theta_B =\arctan\left(\displaystyle\frac{ n_2 }{ n_1 }\right)$ |
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Aplicación del filtro de polarización
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En la fotografía se empelan filtros polarizados para eliminar cierta luz que puede distorsionar el objeto a fotografiar. Como ejemplo esta la luz que proviene de un cuerpo de agua en que muchas veces no se puede ver debajo de la superficie por la luz reflejada por esta. Sin embargo como esta esta en una buena medida polarizada se le puede filtrar y con ello eliminar al minuto de tomar la foto:
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