Вещества, которые не проводят электрического тока, называются диэлектриками. При внесении диэлектрика во внешнее электрическое поле происходит  электрическая поляризация диэлектрика, состоящая в том, что в любом элементарном объеме dV возникает суммарный дипольный момент молекул, отличный от нуля. (Дипольный момент — физическая величина, характеризующая электрические свойства системы заряженных частиц. Дипольный момент нейтральной системы зарядов не зависит от начала координат, а определяется относительным расположением (и величинами) зарядов в системе.)

При не слишком высоких температурах и в условиях, когда диэлектрики не подвержены действию очень сильных электрических полей, в этих веществах, в отличие от проводников, отсутствуют свободные носители электрического тока. Молекулы диэлектрика электрически нейтральны и содержат равное число положительных и отрицательных зарядов. Тем не менее, молекулы обладают электрическими свойствами. В первом приближении молекулу диэлектрика можно рассматривать как диполь, имеющий дипольный электрический момент: p_e=ql, где q – абсолютная величина суммарного положительного, а также суммарного отрицательного зарядов, расположенных, соответственно, в центрах тяжести этих зарядов; l – расстояние между центрами, тяжести положительных и отрицательных зарядов.
Диэлектрик называется неполярным (неполярный диэлектрик), если электроны атомов в его молекулах расположены симметрично относительно ядер (H₂, O₂, CCl₄ и др.). В таких молекулах центры тяжести положительных и отрицательных зарядов совпадают в отсутствие внешнего электрического поля (l = 0) и дипольный момент  молекулы равен нулю. Если неполярный диэлектрик помещен во внешнее электрическое поле, то происходит деформация электронных оболочек в атомах (молекулах) и центры тяжести положительных и отрицательных зарядов смещаются друг относительно друга. В молекуле (атоме) диэлектрика возникает индуцированный (наведенный) дипольный электрический момент, пропорциональный напряженности Е электрического поля:p_e=ε₀aE, где a – коэффициент поляризуемости молекулы (атома);
ε₀ – электрическая постоянная в СИ.

Поляризуемость молекулы зависит только от объема молекулы. Представим себе, что можно найти “центры тяжести” отрицательных и положительных частей молекулы. Тогда условно все вещества можно разбить на две группы.Одну группу составляют те, в молекулах которых оба “центра тяжести” совпадают. Такие молекулы называются неполярными. К ним относятся все ковалентные двухатомные молекулы, а также молекулы, состоящие из трех и более атомов, имеющие высокосимметричное строение, например СО₂, СS₂ , СCl₄ , С₆H₆. Во вторую группу входят все вещества, у которых “центры тяжести” зарядов в молекуле не совпадают, молекулы которых характеризуются электрической асимметрией. Эти молекулы называют полярными. Систему из двух разноименных электрических зарядов, равных по абсолютной величине, называют диполем. Полярность молекулы  характеризуется дипольным моментом молекулы. Величина дипольного момента сильно влияет на свойства полярных молекул и веществ, построенных из таких молекул. Полярные молекулы поляризуются в электрическом поле, устанавливаясь по силовым линиям поля, ориентируются в электических полях, создаваемых ионами в растворах, взаимодействуют между собой, замыкая свои электрические поля. Дипольный момент образуется за счет смещения центров положительного и отрицательного зарядов на некоторую величину l, называемую длиной диполя. Большое влияние на полярность молекулы оказывает ее симметрия. Полярность молекул определяется довольно сложно, так как она учитывает все взаимодействия, которые могут возникнуть в такой сложной структуре, как молекула. Кроме того, ”полярность” молекулы не определяется лишь величиной дипольного момента, а зависит также от размеров и конфигурации молекул. Например, молекула воды более резко проявляет свои полярные свойства (образование гидратов, растворимость и т.д.), чем молекула этилового спирта, хотя дипольные моменты у них почти одинаковые.

Дипольный момент полярной молекулы может изменять свою величину под действием внешних электрических полей, а также под действием электрических полей других полярных молекул, однако при удалении внешних воздействий дипольный момент принимает прежнюю величину. Некоторые молекулы, неполярные в обычных условиях, могут получать так называемый индуцированный или “наведенный” дипольный момент, тоже исчезающий при снятии поля.

Физико – химические особенности полярных молекул определяются их способностью реагировать на внешние электрические поля (электрическая поляризация) и на поля, созданные другими полярными молекулами.

Тепловое движение молекул неполярных диэлектриков не сказывается на возникновении индуцированных дипольных моментов. Полярным диэлектриком называется такой диэлектрик, молекулы (атомы) которого имеют электроны, расположенные несимметрично относительно своих ядер (H₂O, HCl, NH₃, CH₃Cl и др.). В таких молекулах центры тяжести положительных и отрицательных зарядов не совпадают, находясь, практически, на постоянном расстоянии l друг от друга. Молекулы полярных диэлектриков по своим электрическим свойствам подобны жестким диполям, у которых имеется постоянный дипольный момент: p_e=const.

В неполярном диэлектрике, не находящемся во внешнем электрическом поле, вообще не могут возникнуть дипольные индуцированные моменты молекул. При внесении диэлектрика во внешнее электрическое поле происходит поляризация диэлектрика, состоящая в том, что в любом элементарном объеме dV возникает суммарный дипольный момент молекул, отличный от нуля. Диэлектрик, который находится в таком состоянии, называется поляризованным. В зависимости от строения молекул (атомов) диэлектрика различается три типа поляризации:
а) ориентационная поляризация в полярных диэлектриках. Внешнее электрическое поле стремится ориентировать дипольные моменты жестких диполей вдоль направления электрического поля. Этому препятствует хаотическое тепловое движение молекул, стремящееся произвольно «разбросать» диполи. В итоге совместного действия поля и теплового движения возникает преимущественная ориентация дипольных электрических моментов вдоль поля, возрастающая с увеличением напряженности электрического поля и с уменьшением температуры;
б) электронная (деформационная) поляризация в неполярных диэлектриках. Под действием внешнего электрического поля в молекулах диэлектриков этого типа наводятся индуцированные дипольные моменты, направленные вдоль поля. Тепловое движение молекул не оказывает влияния на электронную поляризацию. В газообразных и жидких диэлектриках практически одновременно с ориентационной происходит и электронная поляризация.
в) ионная поляризация в твердых диэлектриках, имеющих ионные кристаллические решетки. Например, NaCl, CsCl и др. Внешнее электрическое поле вызывает смещения всех положительных ионов в направлении напряженности E, а всех отрицательных ионов – в противоположную сторону.
Количественной мерой поляризации диэлектрика является вектор поляризации P_e. Вектором поляризации (поляризованностью) называется сумма отношений электрического дипольного момента малого объема dV диэлектрика к величине этого объема: P_e=p_e1/dV+p_e2/dV+...p_eN/dV ,где p_ei – электрический дипольный момент i-й молекулы;N – общее число молекул в объеме dV. Этот объем должен быть настолько малым, чтобы внутри него электрическое поле можно было считать однородным.

 

 

Поляризация широко используется в технике. Например, поляризационные призмы незаменимы при работе в ультрафиолетовой области спектра и в мощных потоках оптического излучения,что  позволяет получать однородно поляризованные пучки.

Приборы для поляризационно-оптических исследований отличает чрезвычайное разнообразие сфер применения, конструктивного оформления и принципов действия. Их используют для фотометрических и пирометрических измерений, кристаллооптических исследований, изучения механических напряжений в конструкциях, в микроскопии, в поляриметрии и сахариметрии, в скоростной фото- и киносъемке, геодезических устройствах, в системах оптической локации и оптической связи, в схемах управления лазеров, для физических исследований электронной структуры атомов, молекул и твердых тел и многое другое.

Простейшие поляризационные призмы —приборы, с  помощью которых получают линейно-поляризованное оптическое излучение. Обычно поляризационные приборы состоят из двух или более трёхгранных призм, по меньшей мере одна из которых вырезается из оптически анизотропного  кристалла. Проходящее через них излучение преодолевает наклонную границу раздела двух сред, на которой условия преломления света для компонент светового пучка, поляризованных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, резко различаются. В частности, для одной из этих компонент на границе раздела могут выполняться условия полного внутреннего отражения, в результате чего через поляризационный прибор проходит лишь одна из компонент.

 

На рисунке 1 показана призма Николя. Штриховка указывает направление оптических осей кристаллов в плоскости чертежа. Направления электрических  колебаний световых волн указаны на лучах стрелками (колебания в плоскости рисунка) и точками (колебания перпендикулярны плоскости рисунка) о и е — обыкновенный и необыкновенный лучи. Чернение на нижней грани призмы поглощает полностью отражаемый от плоскости склейки обыкновенный луч .

Т.е данная призма пропускает обыкновенный луч и "отсекает" необыкновенный. Подобные поляризационные приборы называются однолучевыми. Двухлучевые поляризационные приборы пропускают обе взаимно перпендикулярно линейно-поляризованные компоненты исходного пучка, пространственно разделяя их.

Поляризационно-оптический метод исследования напряжении, метод изучения напряжений в деталях машин и строительных конструкциях на прозрачных моделях. Основан на свойстве большинства прозрачных изотропных материалов (стекло, целлулоид, желатин, пластмассы - оптически чувствительные или пьезооптические материалы) становиться при деформации оптически анизотропными, т. е. на возникновении искусственного двойного лучепреломления

Для исследования напряжений на объёмных моделях применяется метод рассеянного света, при котором тонкий пучок параллельных лучей поляризованного света пропускается через объёмную модель и даёт в каждой точке на своём пути рассеянный свет, который наблюдается в направлении, перпендикулярном к пучку. Состояние поляризации по линии каждого луча от точки к точке меняется соответственно напряжениям в этих точках. Существует метод, при котором в изготовленную из оптически нечувствительного к напряжениям прозрачного материала (специальные органические стекла) объёмную модель вклеивают тонкие пластинки из оптически чувствительного материала. Измерения во вклейках проводят, как на плоской модели, - с просвечиванием нормально или под углом к поверхности вклейки.
 

Метод наблюдения в поляризованном свете (поляризационная микроскопия) служит для микроскопического исследования препаратов, включающих оптически анизотропные элементы (или целиком состоящих из таких элементов). К ним относятся многие минералы, зёрна в шлифах сплавов, некоторые животные и растительные ткани и пр. Оптические свойства анизотропных микрообъектов различны в различных направлениях и проявляются по-разному в зависимости от ориентации этих объектов относительно направления наблюдения и плоскости поляризации света, падающего на них. Наблюдение можно вести как в проходящем, так и в отражённом свете. Свет, излучаемый осветителем, пропускают через поляризатор; сообщенная ему при этом поляризация меняется при последующем прохождении света через препарат (или отражении от него), и эти изменения изучаются с помощью анализатора  и различных компенсаторов оптических. По таким изменениям можно судить об основных оптических характеристиках анизотропных микрообъектов: силе двойного лучепреломления, количестве оптических осей и их ориентации, вращении плоскости поляризации.