И когда оси перпендикулярны друг другу, свет не проходит совсем (рис. 35, в). Он целиком поглощается вторым кристаллом. Не только кристаллы турмалина способны поляризовать свет. Таким же свойством, например, обладают так называемые поляроиды. Явления интерференции и дифракции не оставляют сомнений в том, что распространяющийся свет обладает свойствами волн. Но каких волн – продольных или поперечных?

Колебания электрического поля в электромагнитной волне всегда происходят перпендикулярно направлению движения. Таким образом, вся энергия падающего потока будет в преломлённых волнах. Длительное время основатели волновой оптики Юнг и Френель считали световые волны продольными, т. е. подобными звуковым волнам. Однако постепенно набиралось все больше и больше экспериментальных фактов, которые никак не удавалось истолковать, считая световые волны продольными.

Продольные волны обладают полной симметрией по отношению к направлению распространения (колебания происходят вдоль этого направления, и оно является осью симметрии волны)

Это опыт с кристаллами турмалина (прозрачными кристаллами зеленой окраски). Кристалл турмалина имеет ось симметрии и принадлежит к числу так называемых одноосных кристаллов. Возьмем прямоугольную пластину турмалина, вырезанную таким образом, чтобы одна из ее граней была параллельна оси кристалла. Но это не так. Световая волна приобрела новые свойства. При одинаково направленных осях кристаллов опять ничего интересного не происходит: просто световой пучок еще более ослабляется за счет поглощения во втором кристалле.

Волны, например, на поверхности воды такой симметрией не обладают, так как колебания частиц воды происходят только в вертикальной плоскости. Световая волна с колебаниями по всем направлениям, перпендикулярным направлению распространения, называется естественной.

При падении под углом Брюстера отражённый и преломлённый лучи взаимно перпендикулярны. 21=n2/n1{\displaystyle n_{21}=n_{2}/n_{1}} — показатель преломления второй среды относительно первой, а θBr{\displaystyle {{\theta }_{Br}}} — угол падения (угол Брюстера).

Рассмотрим подробно только один из экспериментов, очень простой и исключительно эффектный. Полное объяснение опыта можно получить, сделав два предположения. Второе предположение, которое необходимо сделать, относится к кристаллу.

Можно создать поперечную волну в резиновом шнуре так, чтобы колебания быстро меняли свое направление в пространстве

Но если второй кристалл вращать, оставляя первый неподвижным (рис. 35, б), то обнаружится удивительное явление — гашение света. По мере увеличения угла между осями интенсивность света уменьшается. Согласно этому предположению световая волна обладает осевой симметрией, являясь в то же время поперечной. В поляризованной световой волне колебания происходят в строго определенном направлении. Поэтому объяснить опыт с вращением второй пластины, считая световую волну продольной, невозможно.