晶體光學基礎之光的物理性質

光是鍵合電子在原子核外電子能級之間激發躍遷產生的自發能放大鏡量變化，導致發射或吸收輻射能的一種形態。在麥克斯韋電磁理論中，認為光是疊加的振蕩電磁場，承載著能量以連續波的形式通過空間。而按照量子理論，光能量是由一束具有極小能量的微粒即"光子"不連續地輸送著，表明光具有微粒與波動的雙重性，即波粒二像性。由於光學顯微分析所觀察到的光與物質的相互作用效應，在特性上像波，故利用光的波動學說解決晶體光學問題。

電磁波在空間的傳播過程中，電磁場振動垂直其傳播方向，因此光是橫波，即光波振動與傳播方向垂直。電磁顯微鏡波的範圍極為廣泛，包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線等。它們的本質完全相同，只是波長（或頻率）不同而特性也不同。按照它們的波長望遠鏡大小依次排列便構成一個電磁波譜

從電磁波譜中可以看出，可見光只是整個電磁波譜中波長範圍很窄的一段，其波長約為3900到7700埃。這一小波段電磁波能引起視覺、故稱為可見光波。不同波長的可見光波作用在人的視網膜上產生的視覺不一樣，因而產生各種不同的色彩。當波長由大變小時．相應的顏色由紅經橙、黃、綠、藍、靛連續過渡到紫。各種顏色的大致波長範圍通常所見的"白光"實質上就是各種顏色的光按一定比例混合成的混合光。

根據光波的振動特點，光又可以分成自然光和偏光兩種。

所謂自然光就是從普通光源發出的光波，如太陽光、燈光等。光是由光源中的大量分子或原子輻射的電磁波的混合波，光源中的每一個分子或原子在某一瞬間的運動狀態各不相同，因此發出的光波振動方向也各不相同。因此自然光的振動具有兩方面的性質：一方面它和光波的傳播方向垂直，另一方面它又迅速地變換著自己的振動方向，也就是說自然光在垂直於光的傳播方向的平面內的任意方向振動。由於發光單元的數量極大，因此自然光各個方向上振動的幾率相同，在各個方向上振幅也相等。

偏天文望遠鏡振光是自然光經過某些物質的反射、折射、吸收或其它方法，使它只保留某一固定金相顯微鏡方向的光振動，

偏振光的光振動方向與傳播方向組成的平面稱為振動面。由此也將偏振光稱為平面偏光，簡稱偏光。