光由光子组成：
$$E=hv$$
$E$光子能量；$h$普朗克常数；$v$光的频率。光波传播的能量是由许多单个光子组成的光子流能量。

①光的干涉
干涉现象发生在频率相同、振动方向相同、相位相同或固定相位差的两列波叠加后，干涉现象的本质是光强的再分配。
单色光：红光条纹间距最大，紫光条纹间距最小
白光：中间是白色明暗条纹，两边是彩色条纹
②光的衍射
光绕过尺寸小于波长的障碍物。障碍物越小，光越容易绕过，衍射现象越明显。光的衍射现象类似于光的干扰现象，本质上是由相关光波叠加引起的光强的重新分布。不同之处在于，干扰是有限相关光波的叠加，衍射是无限多相关光波叠加的结果
③麦克斯韦方程组
麦克斯韦方程组以近乎完美的方式统一电磁和磁，语言只是电磁波。

• 麦克斯韦方程组的积分形式：
  $$\begin{array}{l}{\oint }_S\mathbf{E}\cdot \mathrm{d}\mathbf{a}=\frac{1}{{\epsilon }_0}{Q}_{\mathrm{e}\mathrm{n}\mathrm{c}}\text{描述静电的高斯电场定律}\\ {\oint }_S\mathbf{B}\cdot \mathrm{d}\mathbf{a}=0\text{描述静磁的高斯磁场定律}\\ {\oint }_C\mathbf{E}\cdot \mathrm{d}\mathbf{l}=-{\int }_S\frac{\partial B}{\partial t}\bullet \mathrm{d}a\text{描述磁生电的法拉第定律}\\ {\oint }_C\mathbf{B}\cdot \mathrm{d}\mathbf{l}={\mathbf{\mu }}_0\left(I_{\mathrm{e}\mathrm{n}\mathrm{c}}+{\epsilon }_0\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}t}{\int }_S\mathbf{E}\cdot \mathrm{d}a\right)\text{描述电生磁的安培-麦克斯韦定律}\end{array}$$

关于麦克斯韦方程组的积分形式可以阅读文章麦克斯韦方程组(积分篇)，主要内容如下：

高斯电场定律说穿过闭合曲面的电通量正比于这个曲面包含的电荷量。

高斯磁场定律说穿过闭合曲面的磁通量恒等于0。

法拉第定律说穿过曲面的磁通量的变化率等于感生电场的环流。

安培-麦克斯韦定律说穿过曲面的电通量的变化率和曲面包含的电流等于感生磁场的环流

• 麦克斯韦方程组的微分形式：
  $$\begin{array}{l}\nabla \cdot \mathbf{E}=\frac{\rho }{{\epsilon }_0}\text{描述静电的高斯电场定律}\\ \nabla \cdot \mathbf{B}=0\text{描述静电的静磁的高斯磁场定律}\\ \nabla \times \mathbf{E}=-\frac{\partial B}{\partial t}\text{描述磁生电的法拉第定律}\\ \nabla \times \mathbf{B}={\mu }_0\left(\mathbf{J}+{\epsilon }_0\frac{\partial \mathbf{E}}{\partial t}\right)\text{描述电生磁的安培-麦克斯韦定律}\end{array}$$

关于麦克斯韦方程组的微分形式可以阅读文章麦克斯韦方程组(微分篇)，主要内容如下：

高斯电场定律说电场的散度跟这点的电荷密度成正比。

高斯磁场定律说磁场的散度处处为0。

法拉第定律说感生电场的旋度等于磁感应强度的变化率。

安培-麦克斯韦定律说感生磁场的旋度等于电流密度和电场强度变化率之和。

振动方向相对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志，光的偏振是光的波动性的又一例证。在垂直于传播方向的平面内，包含一切可能方向的横振动，且平均说来任一方向上具有相同的振幅，这种横振动对称于传播方向的光称为自然光（非偏振光）。凡其振动失去这种对称性的光统称偏振光。平面光波是横电磁波，其矢量的振动方向与光波传播方向垂直：
$$E(r,t)=E_0{e}^{-i(wt-kr)}$$
根据空间任意一点电场$E$的矢量末端在不同时刻的轨迹不同，其偏振态可分为：线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光

偏振光在机器视觉检测中已经有比较长的历史了，如检测应力点，目标物，减少透明目标物产生的眩光等。典型的偏振系统需要一个或多个额外的偏振片，放置于目标物，光源和相机之间，能检测材料应力，增强对比度，以及分析表面的压痕或划痕。

当偏振光穿过透明材料时，偏振光入射的角度将会被目标物不同的应力区域变换成不同的角度. 通过分配颜色至特定的偏振角度，缺陷和应力区域将能被识别出来。下图显示了一个清晰的丙烯酸块的彩色图像。

目标物通常能反射光线造成表面检测的困难。减少反射和眩光通常能给食品检测带来好处，下图中辣椒反射的光被偏振片滤掉后的效果。

在低光照条件下，通过检测目标物的偏振角度来增强对比度。下图说明普通的低光照条件下的图像是如何被增加对比度的。

与压力检测类似，某些缺陷和划痕使用常规成像可能难以识别。 为了帮助识别表面缺陷，偏振成像可用于检测透明材料上的划痕。