图文：光测弹性(圆形试样)
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图文：光测弹性(圆形试样)
图文：光测弹性（圆形试样）
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玻璃、树脂、赛璐珞、塑料等各向同性的物体，当发生形变而在内部产生应力时，就具有了光学各向异性而显示出双折射性质。光在具有内部应力的物质（如树脂）中传播时，与在晶体中传播一样也将产生o光和e光两种光，它们的速度不等，对应不同的折射率no和ne，当它们从树脂穿出时，经过了不同的光程而具有光程差（no－ne）d（d为树脂厚度）。光穿过某处时产生的光程差与该处的应力大小成正比。一般说来，不同地方有不同的应力，因而造成不同的光程差。如果把树脂放到正交的两个偏振片之间进行观察，就会看到一定的干涉图样。树脂的应力分布对应一定的光程差分布，而光程差分布又对应一定的干涉图样，所以干涉图样的分布反映了树脂中的应力分布情况。根据这个原理来检验透明非晶体中是否存在有害应力，以及确定应力分布情况是一项很有效的方法。这种利用偏振光的干涉来测定物体内部应力分布的方法称为光测弹性。通常采用的实验方法是用幻灯机的光透过两块偏振片射到屏幕上，调节两偏振片使其透光轴正交，在屏幕上消光，再把试样插入二偏振片中，并仿照真实物体所受的荷载用夹子对试样施以机械力，可在幕上看到试样内产生美丽的彩色干涉条纹（等色线），条纹的疏密情况反映试样内该点的应力大小，其中黑色花纹（等倾线）反映应力的方向。力加大，干涉条纹变密，表明试样中各点应力增大；撤除外力，试样恢复为原来的各向同性，条纹消失。从图中可以看出外力作用点处干涉条纹最密，应力最强；根据试样内等色线的分布，可推测试件内应力的分布情况。
光测弹性在生产实际中有广泛应用。例如为设计一个机械工件、桥梁或水坝，可用透明塑料板模拟它们的形状，并根据实际工作环境，按比例地加上外力，然后用光测弹性仪器显示其中的应力分布。近年来，在矿井冒顶事故预报、地震预报上，光测弹性的应用也进一步得到发展。
2003-10-16 选自：《中学物理实验彩图册》
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