Задания на 3 семестр / Физико-технические эффекты_ФТЭ / ФТЭ

Фотоупругость

Входы: сила.

Выходы: оптическая анизотропия.

Иллюстрация:

Рис. 2.65. Фотоупругость.

Сущность:

Фотоупругостью, или пьезооптическим эффектом, называется возникновение оптической анизотропии в первоначально изотропных твердых телах под действием механических напряжений. Фотоупругость - следствие зависимости диэлектрической проницаемости вещества от деформации и проявляется в виде двойного лучепреломления и дихроизма, возникающих под действием механических нагрузок. При одноосном растяжении или сжатии изотропное тело приобретает свойства оптически одноосного кристалла с оптической осью, параллельной оси растяжения или сжатия. При более сложных деформациях, например при двухстороннем растяжении, образец становится оптически двухосным.

Математическое описание:

Фотоупругость обусловлена деформацией электронных оболочек атомов и молекул и ориентацией оптически анизотропных молекул либо их частей, а в полимерах - раскручиванием и ориентацией полимерных цепей. Для малых одноосных растяжений и сжатий выполняется соотношение Брюстера:

Dn = kP,

где:

Dn - величина двойного лучепреломления (разность показателей преломления для обыкновенной и необыкновенной волн);

P - напряжение;

k - упругооптическая постоянная (постоянная Брюстера).

Для стекол k = 10-12 - 10-11 м2/Н.

Применение:

Эффект фотоупругости - один из самых тонких методов изучения структуры и внутренних напряжений в твердых телах.

А.с. 249025: Способ оценки распределения контактного напряжения по величине деформации частичной прокладки, располагаемой в зоне контакта между соприкасающимися поверхностями, отличается тем, что, с целью повышения точности, в качестве пластичной прокладки используют пленку из оптически чувствительного материала, которую затем просвечивают поляризованным светом в направлении действия контактных сил и по картине полос судят о распределении контактных напряжений.

Содержание