教科书中提到太阳发出光的是自然光，也称“天然光”，特点是包括了在垂直于光波传播方向上的所有可能的振动方向，所以不显示偏振性。在大多数物理教科书和有关光学基础的书籍都是这样表述的。但是这样的说法要补充为从太阳发出的光线直接传播到地球的光的的确确是自然光，但是其它方向通过散射或者反射照射到地面的光就不是自然光了，是部分偏振光。偏振方向与太阳之间的夹角有关系，如图1所示：
图1 太阳直接照射到地球的光是自然光
通过视频1读者先了解一下太阳光直接、和间接照射到地球上的光的偏振状态：
视频1 太阳光的偏振特性
视频中提到了角向偏振片，读者需要了解什么是矢量偏振光。矢量偏振光是近十几年很受重视的研究项目，它是一种非均匀的偏振光，它在光束横截面上的每一点的偏振状态不尽相同，并不是均匀分布的。矢量光束中最为特殊的就是一种偏振态在横截面上呈轴对称分布的光束，即轴对称矢量光束 ，主要有径向偏振光和角向偏振光，如图2：
图2 左图是径向偏振光，右图是角向偏振光
径向偏振光是指偏振方向在横截面上沿着径向的偏振光；角向偏振光是指偏振方向在横截面上垂直于径向的偏振光，或者理解为任一点的偏振方向是沿着切线方向的。当一束水平偏振的光通过径向偏振片和角向偏振片后的强度分布如图3所示：
图3 水平偏振经过径向和角向偏振后的光强分布
在矢量偏振光的应用之二中，会详细介绍如何使用Matlab模拟程序得到图3的结果。通过使用角向偏振片定性地观察，可以得到一个初步的结论：以太阳为中心，顺时针旋转观察方向，偏振态就是顺时针旋转，反之逆时针旋转观察方向，偏振态就是逆时针旋转，这个现象可以在视频2中观察到：
视频2 观察方向与偏振的关系
图4是在不同的观察角度得到的光的偏振方向：
图4 与太阳不同观察角度得到的光的偏振状态
这是一个简单的科普定性演示实验，感兴趣的读者可以使用带有角度的云台精确地测量出偏振与太阳观察角度的关系。
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