Rotationen af en tværbølges polarisationsplan er et fysisk fænomen, der består i rotationen af polarisationsvektoren af en lineært polariseret tværbølge omkring dens bølgevektor, når bølgen passerer gennem et anisotropt medium. Bølgen kan være elektromagnetisk , akustisk , gravitation osv.
En lineært polariseret forskydningsbølge kan beskrives som en superposition af to cirkulært polariserede bølger med samme bølgevektor og amplitude. I et isotropisk medium oscillerer projektionerne af feltvektoren for disse to bølger på polarisationsplanet i fase, deres sum er lig med feltvektoren for den totale lineært polariserede bølge. Hvis fasehastigheden af cirkulært polariserede bølger i mediet er forskellig (cirkulær anisotropi af mediet, se også Bibrydning ), så halter den ene af bølgerne efter den anden, hvilket fører til en faseforskel mellem svingningerne af de angivne projektioner på valgt fly. Denne faseforskel ændres efterhånden som bølgen forplanter sig (i et homogent medium øges den lineært). Hvis du roterer polariseringsplanet rundt om bølgevektoren med en vinkel svarende til halvdelen af faseforskellen, så vil oscillationerne af projektionerne af feltvektorerne på den igen være i fase - det roterede plan vil være polarisationsplanet ved givet øjeblik.
Den direkte årsag til rotationen af polarisationsplanet er således indtrængen af faseforskellen mellem de cirkulært polariserede komponenter af en lineært polariseret bølge, når den forplanter sig i et cirkulært anisotropt medium. For elektromagnetiske svingninger kaldes et sådant medium optisk aktiv (eller gyrotropisk ), for elastiske tværgående bølger - akustisk aktive. Rotationen af polarisationsplanet ved refleksion fra et anisotropt medium er også kendt (se f.eks. den magneto-optiske Kerr-effekt ).
Den cirkulære anisotropi af et medium (og følgelig rotationen af polariseringsplanet for en bølge, der forplanter sig i det) kan afhænge af eksterne felter (elektriske, magnetiske) påført mediet og af mekaniske spændinger (se fotoelasticitet ). Derudover kan graden af anisotropi og faseforskydningen generelt afhænge af bølgelængden ( dispersion ). Rotationsvinklen for polarisationsplanet afhænger lineært, alt andet lige, af bølgelængden i det aktive medie. Et optisk aktivt medium, bestående af en blanding af aktive og inaktive molekyler, roterer polarisationsplanet i forhold til koncentrationen af et optisk aktivt stof , som den polarimetriske metode til måling af koncentrationen af sådanne stoffer i opløsninger er baseret på; proportionalitetskoefficienten, der relaterer rotationen af polarisationsplanet til strålelængden og koncentrationen af stoffet, kaldes den specifikke rotation af det givne stof.
I tilfælde af akustiske vibrationer observeres rotationen af polarisationsplanet kun for tværgående elastiske bølger (da polarisationsplanet ikke er defineret for langsgående bølger ) og kan derfor kun forekomme i faste stoffer, men ikke i væsker eller gasser (hvor der er ingen tværgående komponent).
Generel relativitetsteori forudsiger rotationen af polariseringsplanet for en lysbølge i et vakuum[ klargør ] under udbredelsen af en lysbølge i rummet med nogle typer metrikker på grund af den parallelle overførsel af polarisationsvektoren langs nulgeodæten - lysstrålens bane (den gravitationelle Faraday-effekt eller Rytov-Skrotsky-effekten ) [1] .
Effekten af rotation af lysets polariseringsplan anvendes
Landsberg G.S. Optik. - M. : Fizmatlit, 2003. - 848 s.