Le pouvoir rotatoire ou biréfringence circulaire est la propriété de certains milieux de faire tourner le plan de polarisation d'un faisceau lumineux qui les traversant. Les milieux concernés sont solides (quartz), liquides (limonène) ou solides en solution. Les composés provoquant une déviation du plan de polarisation vers la droite (quand on est face à la lumière incidente) sont nommés "dextrogyres" (saccharose). A l'opposé ceux qui provoquent une déviation vers la gauche sont nommés "lévogyres" (fructose).
Le phénomène fut découvert et étudié par Jean-Baptiste Biot.
Pour une étude plus complète consulter cette page.

La théorie cinématique d'Augustin FRESNEL est un modèle phénoménologique qui permet d'expliquer le pouvoir rotatoire en remarquant qu'une vibration rectiligne d'amplitude A peut être considérée comme la somme de deux vibrations circulaires de sens de rotation opposés et d'amplitude A / 2.
Si les vitesses de propagation (c / Ng et c / Nd) dans le milieu étudié sont différentes, les vibrations circulaires initialement en phase vont présenter une différence de phase ψ fonction de l'épaisseur L du milieu traversé. La vibration dont l'indice est le plus grand va être retardée de ψ = 2π(Ng − Nd).L / λ.
Par convention ψ est positif si le plan de polarisation tourne dans le sens des aiguilles d'une montre.

Exercice :
Montrer que la somme des deux vibrations circulaires de même amplitude mais dont les sens de rotation sont opposés :
Ed = A/2.cos(ω.t).i + A/2.sin(ω.t).j et
Eg = A/2.cos(−ω.t − ψ).i + A/2.sin(−ω.t − ψ).j
est la vibration rectiligne E = A.sin(ψ/2).cos(ω.t − ψ/2).i + A.cos(ψ/2).cos(ω.t − ψ/2).j