В каждой точке модели имеются две взаимно перпендикулярные главные

В ненагруженном состоянии коэффициент преломления моде­ли из оптически чувствительного материала одинаков во всех точках. После приложения нагрузки его оптические свойства изменяются — возникает двойное лучепреломление. В каждой точке модели имеются две взаимно перпендикулярные главные   ‘ оптические оси, вдоль которых свет распространяется с разной скоростью. Из-за различия в скоростях эти компоненты выходят из модели в разное время и имеют разность хода, определяемую по формуле

где h — толщина модели; п1 , пг — коэффициенты преломления
вдоль главных осей.        ..:

Открыл явление двойного лучепреломления Д.Брюстер. На   основании волновых уравнений Неймана-Максвелла Г.Вертгейм сформулировал закон фотоупругости: относительная разность хода прямо пропорциональна разности главных напряжений 61

где к — оптическая постоянная, зависящая от свойств мате­риала модели и от длины волны применяемого света.

В инженерных методиках закон фотоупругости записывают в виде                     

где т — относительная разность хода, измеряемая в числах интерференционных полос, т = ∆/2π ; σ01,0 — оптическая постоянная цена полосы материала по напряжениям, равная величина разности главных напряжений, которая приводит к появлению одной полосы в модели толщиной t = I см.          

Таким образом, луч, проходя через модель, разделяется на два, распространяющихся в одном направлении с различной скоростью и поляризованных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Луч, идущий с меньшей скоростью, называют обык­новенным, более быстрый луч — необыкновенным.             

Интерференция. Интерференция возникает при сложении све-товых лучей одинаковой длины волны, имеющих сдвиг по фазе.

Сложение колебаний, имеющих разность хода ∆ , показано на рис 1,а. Амплитуда суммарного луча и его яркость зависят  от отношения ∆/λ) . Если составляющие колебания совпадают пс фазе (∆/λ равно целому числу), то амплитуда суммарного луча будет равна сумме амплитуд составляющих лучей, а его яркость — пропорциональна квадрату этой суммы (рис.1,6). Если составляющие колебания сдвинуты относительно друг друга на половину длины волны (∆=(n+0,5)λ , где п — целое число), то амплитуда суммарного луча равна разности амплитуд составляющих колебаний (рис.1,в).

Белый свет представляет собой совокупность лучей раз­личной длины волны.’ При интерференции лучей белого света отношение ∆/λ разных составляющих белого луча — разное, поэтому одни из них будут усилены, а другие ослаблены и в результате луч получит окраску. Цвет луча зависит от разнос­ти хода интерферирующих лучей.

Если интерферирующие лучи поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях, то в зависимости от их разности, хода можно получить луч плоскополяризованный (рис.1,г) (при ∆ = пλ/2),  поляризованный по эллипсу (при ∆ =пλ/2+ λ/4) или поляризованный по кругу (при ∆ =пλ/2+ λ/4   и равенстве амплитуд а1=а2).

Полярископ. Исследование напряженного состояния поляризационно-оптическим методом проводят на полярископе, схема которого с плоской поляризацией света представлена на рис,2.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector