Teoria Maxwella przewiduje, że światło jest falą poprzeczną tzn. kierunki drgań wektorów \( E \) i \( B \) są prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali.

Na Rys. 1 poniżej przedstawiono falę elektromagnetyczną, która wyróżnia się tym, że wektory \( E \) są do siebie równoległe we wszystkich punktach fali. Dotyczy to również wektorów \( B \). O takiej fali mówimy, że jest płasko spolaryzowana lub spolaryzowana liniowo. Wektory \( E \) tworzą z kierunkiem ruchu fali płaszczyznę zwaną płaszczyzną drgań.

Przykładem fal spolaryzowanych liniowo są fale elektromagnetyczne radiowe emitowane przez antenę dipolową omawiane w module Rozchodzenie się fal elektromagnetycznych.

W dużej odległości od dipola, wektor pola elektrycznego jest równoległy do osi dipola, anteny (zob. Rozchodzenie się fal elektromagnetycznych-Rys. 3 ). Emitowana fala jest więc spolaryzowana liniowo. Kiedy taka fala pada na antenę odbiorczą wówczas zmienne pole elektryczne (zmienny wektor \( E \) fali) wywołuje w antenie odbiorczej drgania elektronów w górę i w dół. W efekcie prąd zmienny popłynie w układzie wejściowym odbiornika. Jeżeli jednak obrócimy antenę o 90° wokół kierunku padania fali, to wektor \( E \) będzie prostopadły do anteny i nie wywoła ruchu elektronów (antena nie odbiera sygnału).

Źródła światła widzialnego różnią się od źródeł fal radiowych między innymi tym, że atomy (cząsteczki) emitujące światło działają niezależnie. W konsekwencji rozchodzące się światło składa się z niezależnych ciągów fal, których płaszczyzny drgań zorientowane są przypadkowo wokół kierunku ruchu fali. Takie światło chociaż jest falą poprzeczną jest niespolaryzowane.

Na Rys. 2 pokazana jest schematycznie różnica między falą poprzeczną spolaryzowaną liniowo Rys. 2a i falą poprzeczną niespolaryzowaną Rys. 2b. Na rysunku Rys. 2a wektor \( E \) drga w jednej płaszczyźnie, podczas gdy w sytuacji pokazanej na rysunku Rys. 2b płaszczyzny drgań wektora \( E \) zorientowane są przypadkowo.

Rys. 2c przedstawia inny równoważny opis niespolaryzowanej fali poprzecznej: traktujemy ją jako złożenie dwóch spolaryzowanych liniowo fal o przypadkowo zmiennej różnicy faz. Oznacza to, że wypadkowy wektor \( E \) ma zmienną (ale prostopadłą) orientację względem kierunku rozchodzenia się fali. Orientacja kierunków drgań składowych pól \( E \) jest też przypadkowa chociaż zawsze prostopadła względem kierunku rozchodzenia się fali.

Z dotychczas omawianych doświadczeń z interferencją i dyfrakcją nie wynika poprzeczny charakter fal świetlnych bo fale podłużne też interferują i ulegają ugięciu. Natomiast zjawisko polaryzacji jest charakterystyczne dla fal poprzecznych. Jednak, aby móc odróżnić od siebie różne fale poprzeczne biegnące w tym samym kierunku potrzebna jest metoda, która pozwoliłaby rozdzielić fale o różnych płaszczyznach drgań. Dotyczy to również badania fal świetlnych niespolaryzowanych.