Rotationen av polarisationsplanet för en transversell våg är ett fysiskt fenomen som består i rotationen av polarisationsvektorn för en linjärt polariserad transversell våg runt dess vågvektor när vågen passerar genom ett anisotropt medium. Vågen kan vara elektromagnetisk , akustisk , gravitation , etc.
En linjärt polariserad skjuvvåg kan beskrivas som en överlagring av två cirkulärt polariserade vågor med samma vågvektor och amplitud. I ett isotropiskt medium oscillerar projektionerna av fältvektorn för dessa två vågor på polarisationsplanet i fas, deras summa är lika med fältvektorn för den totala linjärt polariserade vågen. Om fashastigheten för cirkulärt polariserade vågor i mediet är annorlunda (cirkulär anisotropi av mediet, se även Dubbelbrytning ), så släpar en av vågorna efter den andra, vilket leder till en fasskillnad mellan svängningarna för de indikerade projektionerna på valt plan. Denna fasskillnad ändras när vågen fortplantar sig (i ett homogent medium växer den linjärt). Om du roterar polarisationsplanet runt vågvektorn med en vinkel som är lika med halva fasskillnaden, kommer svängningarna av projektionerna av fältvektorerna på det igen att vara i fas - det roterade planet kommer att vara polarisationsplanet vid givet ögonblick.
Den direkta orsaken till rotationen av polarisationsplanet är således intrånget av fasskillnaden mellan de cirkulärt polariserade komponenterna i en linjärt polariserad våg när den fortplantar sig i ett cirkulärt anisotropt medium. För elektromagnetiska oscillationer kallas ett sådant medium optiskt aktivt (eller gyrotropiskt ), för elastiska tvärgående vågor - akustiskt aktivt. Rotationen av polarisationsplanet vid reflektion från ett anisotropiskt medium är också känd (se t.ex. den magneto-optiska Kerr-effekten ).
Den cirkulära anisotropin hos ett medium (och följaktligen rotationen av polarisationsplanet för en våg som utbreder sig i det) kan bero på yttre fält (elektriska, magnetiska) som utsätts för mediet och på mekaniska spänningar (se fotoelasticitet ). Dessutom kan graden av anisotropi och fasförskjutningen i allmänhet bero på våglängden ( dispersion ). Polarisationsplanets rotationsvinkel beror linjärt, allt annat lika, på våglängden i det aktiva mediet. Ett optiskt aktivt medium, bestående av en blandning av aktiva och inaktiva molekyler, roterar polarisationsplanet i proportion till koncentrationen av en optiskt aktiv substans , på vilken den polarimetriska metoden för att mäta koncentrationen av sådana substanser i lösningar är baserad; proportionalitetskoefficienten som relaterar rotationen av polarisationsplanet till strållängden och koncentrationen av ämnet kallas den specifika rotationen av det givna ämnet.
I fallet med akustiska vibrationer observeras polarisationsplanets rotation endast för tvärgående elastiska vågor (eftersom polarisationsplanet inte är definierat för longitudinella vågor ) och kan därför endast förekomma i fasta ämnen, men inte i vätskor eller gaser (där det finns ingen tvärgående komponent).
Allmän relativitetsteori förutsäger rotationen av polarisationsplanet för en ljusvåg i ett vakuum[ förtydliga ] under utbredningen av en ljusvåg i rymden med vissa typer av mått , på grund av den parallella överföringen av polarisationsvektorn längs nollgeodesiken - ljusstrålens bana (gravitationseffekten Faraday eller Rytov-Skrotsky-effekten ) [1] .
Effekten av rotation av ljusets polariseringsplan används
Landsberg G.S. Optik. - M. : Fizmatlit, 2003. - 848 sid.