光彈性實驗方法的基本原理

關(guān)于光彈性實驗方法的基本原理§3.1光學(xué)基本知識一、光波第3章光彈性實驗方法的基本原理二、自然光和偏振光四、雙折射五、偏振片和1/4波片三、光的干涉現(xiàn)象第2頁,共35頁，2024年2月25日，星期天一、光波a——振幅——圓頻率——頻率——速度——波長§3.1光學(xué)基本知識——橫波第3頁,共35頁，2024年2月25日，星期天一、光波a§3.1光學(xué)基本知識白光是紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種可見光的混合?？梢姽獾牟ㄩL在400～800nm內(nèi)變化。光彈性實驗常用光源有白光，汞光和鈉光等第4頁,共35頁，2024年2月25日，星期天二、自然光和偏振光平面偏振光平面偏振光圓偏振光橢圓偏振光§3.1光學(xué)基本知識第5頁,共35頁，2024年2月25日，星期天三、光的干涉現(xiàn)象§3.1光學(xué)基本知識波列1波列2合成兩束或多束光產(chǎn)生干涉的條件：①頻率相同(由同一光源發(fā)出)②振動方向一致③位相差恒定

第6頁,共35頁，2024年2月25日，星期天四、雙折射§3.1光學(xué)基本知識入射光折射光反射光各向同性介質(zhì)中各向異性介質(zhì)中這兩束光都是平面的偏振光雙折射第7頁,共35頁，2024年2月25日，星期天四、雙折射§3.1光學(xué)基本知識oeoe一束光遵循折射定律，叫尋常光（o光）另一束光不遵循折律，為非常光（e光）o光的傳播速度在各個方向上都相同，e光的傳播速度則隨傳播方向的變化而變化兩束光的光矢量的振動方向相垂直晶體中有的方向不發(fā)生雙折射，即當(dāng)一束光沿此方向射入晶體時，射出的光束仍為一束光，此方向稱為光軸只有一個光軸的晶體稱為單晶體（方解石，石英），有兩個光軸的晶體稱為雙晶體（云母）第8頁,共35頁，2024年2月25日，星期天四、雙折射光軸eo§3.1光學(xué)基本知識第9頁,共35頁，2024年2月25日，星期天四、雙折射§3.1光學(xué)基本知識

有些各向同性的非晶體材料，例如環(huán)氧樹脂、有機玻璃、聚碳酸酯等，雖然在自然狀態(tài)下不會產(chǎn)生雙折射，但是當(dāng)其受到載荷作用而產(chǎn)生應(yīng)力時，就會象晶體一樣表現(xiàn)出光學(xué)各向異性，產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象。去掉載荷后，雙折射現(xiàn)象隨即消失，這種現(xiàn)象稱為暫時雙折射或人工雙折射。光彈性方法就是利用了這種暫時雙折射效應(yīng)。第10頁,共35頁，2024年2月25日，星期天五、偏振片和1/4波片偏振片o光e光1/4波片§3.1光學(xué)基本知識第11頁,共35頁，2024年2月25日，星期天§3.2光彈性實驗裝置第3章光彈性方法的基本原理第12頁,共35頁，2024年2月25日，星期天LL1L2P1P2Q1Q2ML3SL—光源L1—準(zhǔn)直鏡L2—準(zhǔn)直鏡P1—起偏鏡P2—檢偏鏡Q1—1/4波片Q2—1/4波片M—模型L3—成像系統(tǒng)S—像§3.2光彈性實驗裝置第13頁,共35頁，2024年2月25日，星期天LL1L2P1P2Q1Q2ML3S光彈性儀的維護1.各透鏡表面鍍有增透膜，不得用手摸或擦拭2.Q1、Q2表面只可用汽油擦拭3.L1、L2

、P1

、P2可用酒精或乙醚擦拭4.防霉、防潮、防塵§3.2光彈性實驗裝置第14頁,共35頁，2024年2月25日，星期天§3.3

平面應(yīng)力—光學(xué)定律n1—σ1方向折射率n2—σ2方向折射率n0—無應(yīng)力時的折射率A、B絕對應(yīng)力光學(xué)系數(shù)一束平面偏振光通過平面受力模型內(nèi)任一點時，它將會沿主應(yīng)力方向分解為兩束振動方向互相垂直的平面偏振光。兩束偏振光在模型中具有不同的傳播速度，其折射率的改變與主應(yīng)力大小成線性關(guān)系，可表示為第15頁,共35頁，2024年2月25日，星期天光波速度：σ1方向v1σ2方向v2時間：—材料的應(yīng)力光學(xué)系數(shù)§3.3

平面應(yīng)力—光學(xué)定律第16頁,共35頁，2024年2月25日，星期天—平面應(yīng)力光學(xué)定律§3.3

平面應(yīng)力—光學(xué)定律第17頁,共35頁，2024年2月25日，星期天§3.4平面偏振布置中的光彈性效應(yīng)第3章光彈性方法的基本原理起偏鏡

檢偏鏡

模型

光源

θ

LL1L2P1P2Q1Q2ML3S第18頁,共35頁，2024年2月25日，星期天§3.4平面偏振布置中的光彈性效應(yīng)PAPA暗場明場AP第19頁,共35頁，2024年2月25日，星期天AP起偏鏡入模型（光程差Δ，相位差δ）出模型過檢偏鏡§3.4平面偏振布置中的光彈性效應(yīng)第20頁,共35頁，2024年2月25日，星期天AP形成干涉條紋等傾線§3.4平面偏振布置中的光彈性效應(yīng)第21頁,共35頁，2024年2月25日，星期天四、平面偏振布置中的光彈性效應(yīng)AP等差線條紋級數(shù)第22頁,共35頁，2024年2月25日，星期天四、平面偏振布置中的光彈性效應(yīng)AP材料應(yīng)力條紋值，與材料、光源有關(guān)第23頁,共35頁，2024年2月25日，星期天§3.4平面偏振布置中的光彈性效應(yīng)第24頁,共35頁，2024年2月25日，星期天§3.4平面偏振布置中的光彈性效應(yīng)第25頁,共35頁，2024年2月25日，星期天§3.4圓偏振布置中的光彈性效應(yīng)第3章光彈性方法的基本原理LL1L2P1P2Q1Q2ML3S光源

起偏鏡

檢偏鏡

1/4波片

1/4波片

模型

θ

SFSF45°

45°

45°

45°

PA第26頁,共35頁，2024年2月25日，星期天xy

P

Q1

A

Q2AP§3.4圓偏振布置中的光彈性效應(yīng)第27頁,共35頁，2024年2月25日，星期天起偏鏡到1/4波片出1/4波片APQ1到模型§3.4圓偏振布置中的光彈性效應(yīng)第28頁,共35頁，2024年2月25日，星期天到1/4波片出模型APQ2§3.4圓偏振布置中的光彈性效應(yīng)第29頁,共35頁，2024年2月25日，星期天出1/4波片APQ2§3.4圓偏振布置中的光彈性效應(yīng)第30頁,共35頁，2024年2月25日，星期天經(jīng)過檢偏鏡后AP§3.4圓偏振布置中的光彈性效應(yīng)第31頁,共35頁，2024年2月25日，星期天AP當(dāng)：等差線§3.4圓偏振布置中的光彈性效應(yīng)第32頁,共35頁，2024年