MG!91

4.6.6. Dwójłomność wymuszona

Wiele ciał przezroczystych, izotropowych mechanicznie i optycznie, po^ nych działaniu naprężeń zaczyna wykazywać efekt dwójłomności, czyli staj się optycznie anizotropowymi. Właściwości te zależą ściśle od stanu napręż nia i zanikają z chwilą ustąpienia naprężeń. Przedstawione zjawisko tiosj nazwę dwójłomności wymuszonej i stanowi podstawę metody elastooptycznej Spolaryzowany liniowo promień świetlny przechodząc przez model dwój łomny, w którym panuje płaski stan naprężenia, ulega rozszczepieniu na dw_a liniowo spolaryzowane promienie drgające w płaszczyznach pokrywający^ się z kierunkami naprężeń głównych. Po opuszczeniu modelu, drgania obu promieni przesunięte są w fazie (rys. 4.38), przy czym przesunięcie względy, ó jest proporcjonalne do grubości modelu oraz różnicy naprężeń głównych oj — o2 w danym punkcie

8 = Cg(a_i - oj,    (4.110)

gdzie:

C — stała elastooptyczna materiału, g — grubość modelu.

Przesunięcie względne promienia wygodnie jest wyrazić wielokrotnością m długości fali światła

6«mA.    iii

po podstawieniu powyższej zależności do (4.110) otrzymuje się = Cg(a_l - o₂),

sM

oznaczając

Cg

(4.112)

(4.113)

uzyskuje się podstawowe równanie elastooptyczne mK = (o, - o₂).

Wielkość K nosi nazwę elastooptycznej stałej modelowej. Ma ona wymiar naprężenia i zależy od rodzaju materiału, grubości modelu oraz od długości faU światła.

4.6.7.    Materiały używane na modele

Najczęściej używanymi do wyrobu modeli elastooptycznych materiałami są: polimetakrylan, celuloid, żywice fenolowe, fenolowoformaldehydowe, poliestrowe, epoksydowe, gliptalowe oraz w zastosowaniach specjalnych — szkło i żelatyna.

Materiały przeznaczone na modele muszą spełniać wiele wymagań. Najważniejsze z nich to: przezroczystość, izotropia mechaniczna i optyczna w stanie wolnym od obciążeń, możliwie duża wartość stałej elastooptycznej C i granicy plastyczności, liniowość zależności między odkształceniem i naprężeniem oraz efektem optycznym, możliwie duży moduł sprężystości, stosunkowo łatwa obrabialność, odporność na zmiany temperatury i wilgotności i niezmienność właściwości optycznych w czasie.

Żaden z wymienionych materiałów nie spełnia wszystkich wymagań jednocześnie, dlatego w zależności od rodzaju badań dobiera się najbardziej odpowiedni z ww. materiałów.

4.6.8.    Polaryskop liniowy

Polaryskopem nazywa się urządzenie służące do badania modeli elastooptycznych w świetle spolaryzowanym.

Polaryskop liniowy składa się ze źródła światła, najczęściej jednobarwnego, polary zat ora i analizatora. Przestrzeń zawarta między polary zatorem i analizatorem nosi nazwę przestrzeni pomiarowej polaryskopu (rys. 4.39).

143