Question

为什么反射光、折射光是偏振光？

Answer 1

确切的说，反射光和折射光是“部分偏振光”，就是说在并不是反射光和折射光都同时具有朝两个方向的振动的光分量，只是其中一方含有的成分较多而已。就好像10个男生和10个女生同时下楼，下来后8男2女往右走，8女2男往左走。
至于所含成分的相对多少和入射的角度有关。其中有一个比较特别的角度成为布鲁斯特角(此时入射角+折射角=90°)，在这个角度下入射能够得到反射方向的“完全偏振光”（折射方向还是部分偏振）。
至于原理建议不要深究，你要是感兴趣的话可以参阅大学物理光学方面的书籍，查阅菲涅耳公式。
偏振片的基本原理是将入射光一个振动方向的能量吸收了，那么能透过的自然只有另外一个方向振动的光了。用狭缝来理解确实比较易懂。

Answer 2

回忆一下，物理光学中的儒斯特定律。

自然光在两种各向同性媒质分界面上反射、折射时，反射光和折射光都是部分偏振光。反射光中垂直振动多于平行振动，折射光中平行振动多于垂直振动。
当入射角满足关系式tgi0=n2/n1 时，反射光为振动垂直于入射面的线偏振光（完全偏振光），
该式称为布儒斯特定律（Brewster law) ，i0为起偏振角或布儒斯特角。
当光线以起偏振角入射时，反射光和折射光的传播方向互相垂直。当入射角为布儒斯特角时，反射光为偏振光，折射光为部分偏振光。
总而言之：当入射角为布儒斯特角时，反射光为偏振光，折射光为部分偏振光。

Answer 3

我们可以先将各光束取一局部直角坐标系k,p,s，其中k代表光传播方向，p方向平行入射面，s方向垂直入射面。则光波的电矢量可以分解为 p分量和 s分量。
做好以上约定后，可以由电磁场的边值关系导出在界面上的菲涅尔反射和折射公式。根据该公式可知，p分量和s分量的反射率和折射率是不一样的，而且反射时还可能发生相位的跃变，从而使得入射光的偏振态经过反射和折射后会发生改变。譬如，入射光是自然光时，则反射光和折射光一般是部分偏振光。特别值得注意的就是当入射角是 布儒斯特角 时，不论入射光是什么偏振态，它的反射光总是线偏振的。