光弹性实验解析
光弹性实验.
白光源：由红、橙、黄、绿、青、蓝、 紫七种单色光组成的。
自然光：横波，沿任意方向振动。
双正交圆偏振光场： 在正交平面偏振光中，同时存在着等差线和等倾线。 为了消除等倾线以便获得清晰的等差线图，在两偏振 镜之间加入一对四分之一波片，以形成正交圆偏振光 场,消除等倾线。
正交圆偏振光场布置简图
二、原理
光弹实验
一、实验目的 了解光弹性的原理和特点 了解光弹性仪结构, 掌握光弹性仪的使用方法 观察光弹性模型受力后在偏振光场中的光学效应 测定纯弯曲梁的弯曲正应力
1
光弹仪的基本构成
•光源（包括单色光源和白光光源） •一对偏振镜
•一对四分之一波片
•透镜和屏幕
其装置结构如图所示
•S-光源，G-隔热玻璃，F-滤色片，-准透 镜，P-起偏镜，Q-1/4波片， •O-模型，A-检偏镜，-视场镜，C-屏幕。
•对光弹材料的基本要求 1.质地均匀,透明度好;
2.不受力时的力学性能和光学性能都是各向 同性的,受力时具有双折射性;
3.光学灵敏度高,即条纹值(f=λ /c)要小; 4.外载荷与应变是线性关系; 5.无初始应力; 6.工艺性能好,易于机械加工; 7.容易加工,价格低廉.
1、平面应力-光学定律（附图）
此式（2）具有很高的实 用价值。
3
3
1
自由边界
16
二、原理
2、条纹值的测定（利用对径受压圆盘） 计算 f 的公式：
f 8F N 0 D [ N / mm]
从同一块光弹性材料上割下 两块，分别加工成模型和圆盘。
圆盘用于测定条纹值f。
常用光弹性材料： 1. 聚碳酸脂
F
012345
等差线
2. 环氧树脂
实验报告光弹性效应
光弹性效应一实验原理（一）光弹性效应光弹性：某些介质，在自然状态下式各向同性的，没有双折射性质。
但当受到机械力作用时，将成为光学各向异性，出现双折射现象。
这种双折射是暂时的，应力解除后即消失。
我们称具有明显光弹性效应的物质为光敏物质；光弹性效应微弱的物质为非光敏物质。
光弹仪的原理：，σ为内应力（二）全息光弹法两次曝光法当模型未加力时，让物光和参考光同时投到全息干板上作第一次曝光，模型加上力后，再做第二次曝光。
将全息干板显影、定σk n n e =-0影，得到全息图。
放回原来位置，遮蔽物光，让参考光照射全息图，这时候迎着原物光方向观看，即可看到实验模型的立体虚像，通过望远镜可看到虚像中有明暗相间的干涉条纹，即为等和线。
此方法适用于非光敏物质。
一次曝光法：只在模型受力时作一次曝光，其余操作和两次曝光法一致。
将能看到等差线，该法适用于光敏物质。
（三）等和线&等差线形成原因：两次曝光法得到的光强分布为：若取非光敏物质做成模型做两次曝光，由于ηc ≈0，则上式成为：那么，当ηρ=0，±1、±2….相应点成为亮条纹，即沿同一条纹各点有相同的ηρ。
而ηρ与主应力之和（σ1+σ2）成正比，因此同一条纹各点主应力之和相等。
称之为等和线。
二实验过程1. 打开激光器，激光束打到分光镜有膜一面（中间的一块）；2. 在模型后20cm 左右位置放置白屏，记录位置；3. 调节反光镜，使物光光束透过模型中心，打到白屏上，调节参考光光路反光镜，使参考光光点和物光光点重合；4. 测量两路光程，要做到差距在1cm 之内；5. 加上准直镜，为保证激光束垂直通过其光心，调节其位置，使白屏上光点重合，并且使反射光沿原路返回；)(cos )cos()2cos(212c c I πηπηπηρ++=)2cos(22ρπη+=I6.加扩束镜，撤掉白屏，这时候在墙壁上可以发现一个亮斑。
保证其亮斑中心与未加扩束镜时的亮斑中心重合，然后移动扩束镜，使其亮斑大小与准直镜通光孔径大致相同，并且亮斑均匀；7.加偏振片&1/4波片，调节角度成45°，加上毛玻璃片；8.找到两路光重叠的位置，标记；9.遮住激光束，在黑暗中固定好全息干板。
光弹效应实验讲义
目录实验光弹性效应实验 (1)实验光弹性效应实验一: 实验设备光学实验导轨1000mm 1根白光光源（含电源）1台二维+LD（含电源）1台扩束镜1套光弹性材料1块1/4波片2套偏振片2套压力架1个滑块8个透镜1个白屏1块二：实验原理塑料、玻璃等非晶体在通常情况下是各向同性而不产生双折射现象的。
但是当它们受到应力的时候，就会变成各向异性而显示出双折射性质，这种现象称为光弹性效应。
各向同向的介质在某一方向受应力时，在这个方向上就形成了介质的光轴。
设应力为P，设这时出现的o光和e光的折射率分别为no和ne ，则在一定的范围内：n o–n e =CPC为常量。
因此通过的厚度为L 的形变介质时，两偏振光的相位差为：L n n e o )(2-=λπφ单色光通过起偏镜后成为平面偏振光 ()t a u ωsin =u 到达第一个1/4波片后，沿波片分解成快、慢轴平面偏振光u1、u2 t a u ω45cos sin 1=︒= t a t a u ωωsin 245cos sin 2=︒=通过1/4波片后，u1、u2相对产生向位差2/π，则成为t a t a u ωπωcos 22sin 2'1=⎪⎭⎫ ⎝⎛+= (沿快轴) t au ωsin 2'2= (沿慢轴)u1、u2合成为圆偏振光。
设受力模型上o 点的主应力1σ的方向与第一个1/4波片的快轴成β角。
当u1、u2入射到模型o 点时，分别沿该点主应力1σ、2σ方向分解为()βωββσ-=+=t au u u cos 2sin 'cos '211 (沿1σ方向) ()βωββσ-=-=t au u u sin 2sin 'cos '211 (沿2σ方向) 通过试片后，1σu 、2σu 相对产生相位差φ，成为()φβωσ+-=t a u cos 2'1()βωσ-=t au sin 2'2 同理，可知经过第二个1/4波片后，公式就成为()()[]ββωβφβωsin sin cos cos 2'3--+-=t t a u (沿慢轴) ()()[]βφβωββωsin sin cos cos 2'4+---=t t au (沿快轴)3'u 、4'u 通过检偏镜后得合成偏振光为())22cos(2sin 45cos ''435φβωφ+-=︒-=t a u u u 当：φβ-︒=45，上式可简化为：⎪⎭⎫ ⎝⎛++=22cos 2sin 5φφωφt a u 如此一来，光通过检偏镜后再次利用光强公式我们可以写成2)2sin (φa K I =如果用光程差∆表示，则由于∆=λπφ2，得2)sin (λπ∆=a K I 很清楚的由公式我们可以看到仅在πλπN =∆，即△= λN (,...2,1,0=N )时才会出现暗点，这也表示利用圆偏振场的确可以消除等倾线对条纹图形的影响。
光弹性效应实验报告1
光弹性效应实验报告【实验目的】了解光弹性效应，了解全息干涉原理在测量物体内部应力分布中的应用【实验仪器】氦氖激光器分束镜反光镜*2 扩束镜*2 准光镜*2 偏振片*2 四分之一玻片*2 毛玻璃环氧树脂样品全息底片显影液定影液清水【实验原理】在自然情况下各向同性的介质在外加应力的情况下出现短暂的双折射效应，当应力解除之后双折射效应消失，称之为光弹性效应。
具有明显光弹性效应的物质（比如环氧树脂）被称为光敏物质，相对的光弹性效应微弱的物质称之为非光敏物质。
定量的来说，光敏物质由于光弹性效应而产生的双折射效应满足以下公式O光的折射率和e光的折射率之差和外加应力成正比，k为比例系数。
全息光弹法是一种研究光弹性效应的方法，基于全息干涉原理。
本实验中利用的是两束相干的圆偏光进行干涉，从而在全息干板上记录样品的光弹性信息。
普通的全息照相相干的两束光只是需要有同方向的偏振分量即可。
实验中为了记录光弹性的信息（即折射率之差和外加应力成正比）所以需要采用圆偏光。
等差线和等和线指的是全息光弹法中最后观察到的干涉条纹。
等和线是在非光敏物质样品情况下观察到的，值得是同一条干涉条纹上各点的主应力之和相同。
同样，在光敏物质样品的情况下可以观察到等差线，即同一条干涉条纹上主应力之差相同。
（主应力分别指模型受力最大和最小的方向的应力）等差线和等和线产生的原因可以从最后的全息照相光强表达式中看出在整个公式推导中定义了如下物理量变量为主应力之和，主应力之差，其余为常量。
这是非光敏物质的光强分布可以看到光强决定于，当此物理量取特定值，分别产生亮条纹和暗条纹，而其值从定义中可以看出由主应力之和决定。
即同一条条纹上的主应力之和相同。
同理由光敏物质的光强分布可以看出等差线的来源。
【实验步骤】实验光路图从分束镜开始到全息胶片的光程为212.50cm。
1.利用分光镜中间的分束片进行分光，这样基本可以达到参考光和物光的比例为5:1。
2.摆放两面反射镜，使得两束光的光程差相等（误差小于1cm）。
使用光弹性实验探究材料力学特性
使用光弹性实验探究材料力学特性材料力学是研究材料在受力作用下的变形和破坏行为的学科。
而光弹性实验是一种常用的研究材料力学特性的方法。
通过光弹性实验，可以获得材料的应力-应变关系、杨氏模量、泊松比等重要参数，从而对材料的力学性能进行评估和分析。
光弹性实验的基本原理是利用光的干涉现象来研究材料的应力分布和变形情况。
在光弹性实验中，我们通常使用激光作为光源，将激光束照射到被测材料上。
被测材料受到外力作用后，会发生变形，导致光束经过材料时产生相位差。
通过测量相位差的变化，我们可以得到材料的应力分布和变形情况。
在进行光弹性实验时，我们通常会使用干涉仪来测量相位差的变化。
干涉仪可以将光束分为两束，分别经过被测材料的两个不同位置，然后再将两束光束重新合并。
当两束光束经过被测材料时，由于材料的变形，会导致相位差的变化，进而产生干涉条纹。
通过观察和记录干涉条纹的形态和变化，我们可以得到材料的应力-应变关系。
光弹性实验可以用于研究不同类型的材料，包括金属、陶瓷、塑料等。
不同材料的力学特性会影响光弹性实验的结果。
例如，金属通常具有较高的弹性模量和较低的泊松比，而塑料则具有较低的弹性模量和较高的泊松比。
通过对不同材料进行光弹性实验，我们可以比较它们的力学性能差异，并为材料的选择和设计提供依据。
除了研究材料的力学性能，光弹性实验还可以用于检测材料的质量和缺陷。
当材料存在内部缺陷或应力集中时，会导致光束经过材料时产生相位差的变化。
通过测量相位差的变化，我们可以判断材料是否存在缺陷或应力集中的情况。
这对于材料的质量控制和缺陷检测具有重要意义。
总之，光弹性实验是一种常用的研究材料力学特性的方法。
通过测量光束经过材料时的相位差变化，我们可以得到材料的应力-应变关系、杨氏模量、泊松比等重要参数。
光弹性实验不仅可以用于研究材料的力学性能，还可以用于检测材料的质量和缺陷。
它在材料科学与工程领域具有广泛的应用前景，为材料的设计、制备和应用提供了重要的参考依据。
光弹性实验介绍
§18.10 光弹性实验装置
主要构成：光源（白光、单色光），偏振片， 波片 主要构成：光源（白光、单色光），偏振片，1/4波片 ），偏振片 1.平面偏振光场 平面偏振光场
P轴 轴 起偏镜 P轴 轴 起偏镜 检偏镜 检偏镜
E
E
A轴 轴
暗场
A轴 轴
亮场
实验用
Vt ) 设通过起偏镜的平面偏振光矢量 E = a sin( λ 2π Vt ) cos ψ 通过模型后双折射 E 1 = a sin( λ 为两束偏振光： 为两束偏振光： 2π E 2 = a sin( Vt + ∆ ) sin ψ λ P轴 轴 到检偏镜时， 轴上的分量： 到检偏镜时，在A轴上的分量： 轴上的分量
令
λ
C = f
Ch 称为材料条纹值 则有： 材料条纹值， 称为材料条纹值，则有：
f σ '− σ " = n h
（18.10） ）
材料参数C，测点厚度h确定之后 确定之后， 当入射光波长λ，材料参数 ，测点厚度 确定之后，测 的整数倍时，该点消光成为暗点。 点主应力差值是f/h的整数倍时，该点消光成为暗点。 由于模型中应力分布的连续性，对于每一个n 由于模型中应力分布的连续性，对于每一个n值，显示 为一条暗条纹，称为等差线 等差线。 为一条暗条纹，称为等差线。
光测法
光测弹性学方法
实验应力分析——光弹法应用 实验应力分析——光弹法应用
利用某些透明材料（如环氧树脂等）在受力变形时产生光学各向异 性的特点，根据偏振方向不同的光线的光程差确定主应力差值；利用同 色条纹图像，可得到模型中的应力状态和分布。光弹法在地质力学模拟 中的进展是模拟裂隙的应力状态及岩体的不连续应力分布。光弹法多用 于研究软硬双层或多层岩体结构中，软层的塑性流动对硬层块体稳定的 影响。 工程实际中有很多构件，例如工业中的各种机器零件，它们的形状 很不规则，载荷情况也很复杂，对这些构件的应力进行理论分析有时非 常困难，往往需要实验的方法来解决，光弹性试验就可以解决这类问题。 光弹性实验方法是一种光学的应力测量方法，在光测弹性仪上进行， 先用具有双折射性能的透明材料制成和实际构件形状相似的模型，受力 后，以偏振光透过模型，由于应力的存在，产生光的暂时双折射现象， 再透过分析镜后产生光的干涉，在屏幕上显示出具有明暗条纹的映象， 根据它即可推算出构件内的应 力分布情况，所以这种方法对形状复杂的 构件尤为适用。因为测量是全域性的，所以具有直观性强，能有效而准 确地确定受力模型各点的主应力差和主应力方向，并能计算出各点的主 应力数值。尤其对构件应力集中系数的确定，光弹性试验法显得特别方 便和有效。
光弹性实验报告
光弹性实验报告一、实验目的光弹性实验是一种用于测量材料内部应力分布的实验方法。
本次实验的主要目的是通过光弹性实验技术，观察和分析受力模型在不同载荷条件下的等差线和等倾线图案，从而确定模型内部的应力分布情况，并验证理论计算结果。
二、实验原理光弹性现象是指某些透明材料在承受载荷时，会产生暂时的双折射现象。
当一束偏振光通过受力的光弹性材料时，其偏振方向会发生改变，从而产生干涉条纹。
这些干涉条纹反映了材料内部的应力分布情况。
等差线是指光程差相等的点的轨迹，它与主应力差成正比。
等倾线则是指主应力方向相同的点的连线。
通过观察和分析等差线和等倾线的图案，可以计算出材料内部各点的应力大小和方向。
三、实验设备和材料1、光弹性实验仪：包括光源、偏振片、分析片、加载装置等。
2、模型材料：环氧树脂或有机玻璃等光弹性材料制成的模型。
3、量具：游标卡尺、千分尺等。
四、实验步骤1、模型制备选用合适的光弹性材料，根据实验要求制作模型。
确保模型的尺寸精度和表面质量，以减少实验误差。
2、仪器调试打开光源，调整偏振片和分析片的角度，使视场呈现暗背景。
检查加载装置的工作性能，确保加载平稳、准确。
3、模型安装将模型安装在加载装置上，注意安装位置和方向的准确性。
4、加载观测逐渐施加载荷，观察等差线和等倾线的形成和变化。
记录不同载荷下的干涉条纹图案。
5、数据测量使用量具测量模型的尺寸和加载力的大小。
记录等差线和等倾线的级数和角度等数据。
6、实验结束缓慢卸载，关闭实验仪器。
五、实验结果与分析1、等差线图案分析在不同载荷下，等差线的分布和密度发生了明显变化。
随着载荷的增加，等差线的级数增多，表明主应力差增大。
通过对等差线的分析，可以定性地了解模型内部应力集中的区域。
2、等倾线图案分析等倾线的分布反映了主应力的方向。
在模型的不同部位，主应力方向有所不同。
通过测量等倾线的角度，可以计算出主应力的方向。
3、应力计算根据等差线和等倾线的测量数据，结合光弹性实验的基本理论和计算公式，可以计算出模型内部各点的应力大小和方向。
平面光弹性实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解平面光弹性实验的基本原理和方法。
2. 学习使用光弹性实验装置，观察和记录应力光图。
3. 通过实验验证光弹性原理在应力分析中的应用。
二、实验原理光弹性实验是一种利用光学原理研究材料内部应力的方法。
其基本原理是：当光通过具有应力状态的透明材料时，光线的传播方向会发生改变，这种现象称为光弹效应。
通过观察和分析光弹效应，可以推断出材料内部的应力分布情况。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 光弹性实验装置（包括光源、显微镜、照相机等）- 模型材料（透明塑料或玻璃）- 标准模型（如拉伸、压缩、弯曲等）2. 实验材料：- 模型材料：透明塑料板或玻璃板- 荧光染料：用于增强应力光图的可视性四、实验步骤1. 准备实验材料，将模型材料切割成所需形状和尺寸。
2. 在模型材料上涂上荧光染料，增加应力光图的可视性。
3. 将涂有染料的模型材料放置在实验装置中，调整光源和显微镜的位置，使光线能够透过模型材料。
4. 开启光源，调整显微镜，观察并记录应力光图。
5. 根据应力光图，分析模型内部的应力分布情况。
6. 对比标准模型，验证实验结果的准确性。
五、实验结果与分析1. 实验过程中，观察到模型材料在不同应力状态下的应力光图。
2. 通过分析应力光图，发现模型材料在拉伸、压缩、弯曲等应力状态下的应力分布情况。
3. 对比标准模型，实验结果与理论预期基本一致，验证了光弹性原理在应力分析中的应用。
六、实验结论1. 光弹性实验是一种有效的研究材料内部应力的方法。
2. 通过观察和分析应力光图，可以直观地了解材料内部的应力分布情况。
3. 光弹性实验在工程实践中具有重要的应用价值。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，避免受伤。
2. 调整光源和显微镜时，保持操作稳定，避免光线晃动。
3. 实验结束后，清理实验场地，回收实验材料。
八、实验总结本次平面光弹性实验，使我们了解了光弹性原理及其在应力分析中的应用。
通过实验，掌握了使用光弹性实验装置的方法，提高了观察和分析应力光图的能力。
光弹性实验实验报告
1. 了解光弹性实验的基本原理和实验方法；2. 学习使用光弹性实验装置进行应力分析；3. 掌握光弹性实验数据处理方法，分析模型的应力分布。
二、实验原理光弹性实验是一种研究物体内部应力分布的方法，其基本原理是利用透明材料在应力作用下产生双折射现象。
通过观察和分析光弹性模型的光学性质变化，可以确定物体内部的应力分布。
实验过程中，将具有双折射现象的透明材料制成研究对象的模型，对模型施加相似载荷，使模型内部产生应力。
此时，模型中的光路发生改变，通过观察和记录模型的光学性质变化，可以分析模型内部的应力分布。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：光弹性实验装置、光源、照相机、量角器等；2. 实验材料：具有双折射现象的透明材料（如硝化纤维素、聚乙烯醇等）。
四、实验步骤1. 准备工作：将透明材料制成研究对象模型，确保模型尺寸符合实验要求；2. 安装模型：将模型放置在实验装置上，调整光源和照相机，使光路通过模型；3. 加载：对模型施加相似载荷，使模型内部产生应力；4. 观察记录：观察模型的光学性质变化，记录光路改变情况；5. 数据处理：对实验数据进行处理，分析模型内部的应力分布。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，观察到了模型在加载过程中的光学性质变化，记录了光路改变情况；2. 数据处理：对实验数据进行处理，得到模型内部的应力分布图；3. 分析：根据应力分布图，分析了模型内部的应力集中区域和应力分布情况。
1. 光弹性实验是一种有效的应力分析方法，可以准确分析模型内部的应力分布；2. 通过光弹性实验，可以了解透明材料在应力作用下的光学性质变化，为材料设计和优化提供依据；3. 实验过程中，应严格按照操作规程进行，确保实验结果的准确性。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意观察模型的光学性质变化，避免光路干扰；2. 加载过程中，注意控制加载速度，防止模型损坏；3. 实验数据应准确记录，以便后续分析。
八、实验总结本次光弹性实验，使我们对光弹性实验的基本原理和实验方法有了更深入的了解。
光弹性实验总结报告
光弹性实验总结报告光弹性实验总结报告光弹性实验是一种基于光的材料性能测试方法，通过测量材料在光作用下的力学响应来研究材料的弹性性质。
在本次实验中，我们使用了一台光弹性仪，对不同材料进行了测试，并对实验结果进行了分析与总结。
首先，我们选择了五种常见材料（金属、塑料、橡胶、木材和陶瓷）作为实验样本，确定了它们的几何形状和尺寸，并在实验仪器中安装调整好样品。
然后，我们使用了一束激光照射到样品表面，在测力传感器的作用下，实时记录样品的位移和力。
在实验过程中，我们发现不同材料在光照下会呈现出不同的弹性行为。
金属材料在受到光照射后表现出较小的变形和较大的弹性恢复，这是因为金属具有较高的弹性模量和强度。
相比之下，塑料和橡胶材料在光照下会有较大的变形，并且较低的弹性恢复，这是因为它们相对较低的弹性模量和强度。
此外，我们还观察到木材和陶瓷材料在光照射下的行为与金属、塑料和橡胶材料有较大的差异。
木材在受光作用下表现出较小的变形和较大的弹性恢复，这是由于木材具有纤维状结构和较高的纤维间键合强度。
陶瓷材料在光照下则显示出较大的变形和较低的弹性恢复，这是因为陶瓷的结构相对松散且易碎，容易发生永久性变形。
通过对实验结果的分析，我们可以得出结论：光弹性实验是一种有效的材料性能测试方法，可以用于研究不同材料的弹性性质。
不同材料在光照下会呈现出不同的弹性行为，这与材料的组成、结构和强度有关。
金属材料具有较高的弹性模量和强度，而塑料和橡胶材料则具有较低的弹性模量和强度。
木材具有纤维状结构和较高的纤维间键合强度，因此在光照下的弹性行为与金属、塑料和橡胶材料有所不同。
陶瓷材料的结构相对松散且易碎，容易发生永久性变形。
最后，我们还需要指出本次实验中存在的一些限制和改进方向。
由于实验样品的选择有限，我们只能对几种常见材料进行测试，难以得到全面的结果。
在日后的实验中，我们可以选择更多不同类型的材料进行测试，以提高研究的广度和深度。
此外，在实验中还需要注意样品的几何形状和尺寸的选择，以及光照的强度和方向的控制，以确保实验结果的准确性和可靠性。
应力集中系数的光弹性测定
实验十一应力集中系数的光弹性测定一、实验目的1．了解光弹性实验原理和光弹仪的使用方法；2．用光弹法测定带孔拉板（或带槽拉板）的应力集中系数α。
二、光弹性实验的基本原理与方法光弹性实验法是实验应力分析中的重要方法之一，在设计产品或科研中有着广泛的应用。
它有许多种方法，例如模型法，贴片法等，这里着重介绍模型法。
模型法是利用透明的塑料制成构件模型，其尺寸与构件几何相似，所加载荷也与实际构件上所受载荷相似，当模型受载时，模型中任一点沿其两个主应力方向的折射率不同，即产生暂时双折射现象。
当此种受力模型置于偏振光场中，就会观察到由于这种暂时双折射而引起的干涉条纹。
研究表明，这些干涉条纹与各点的主应力差及主应力方向有关，因而通过对这些条纹图（称为应力光图）的观察并借助于一些辅助手段可以测得模型内的应力，然后，由相似理论可将模型应力换算成实际构件中的应力。
1．光弹性实验仪的光路如图16所示，光源发出的光束经准光镜变为平行光。
通过起偏振镜后，变成只在一个平面内振动的平面偏振光，再通过第一个1/4波片，成为圆偏振光。
模型后面依次为第二个1/4波片、检偏振镜、成象透镜、滤色镜、光栏等，最后在屏幕上成像。
通常起偏振镜与检偏振镜的偏振轴是正交的，而相应的两个1/4波片的快、慢轴分别与偏振镜的偏振轴成±45°角。
这样组成正交圆偏振光场，在屏幕上光场背景是暗的，称为暗场，若两偏振镜的偏振轴相平行，此时背景是亮的，称为明场。
图16 光弹仪光路2．光弹性实验基本原理当图16中的一对1/4波片取下时，模型处于平面偏振光场中，起偏振镜后的平面偏振光入射受力模型某点时，光波将沿着该点的两个主应力方向分解为两支平面偏振光，而且这两支平面偏振光传播的速度不相等（此即暂时双折射现象），因此，在通过模型后，这两支平面偏振光波使产生了光程差δ如图17。
-31-平面应力光定律指出，此光程差δ由下式表示：)(21σσδ−=ct （1）式中，c ──材料的应力光学系数，与模型材料及光波波长有关。
光弹效应实验讲义
如果用光程差 表示，则由于 2 ，得
I K (a sin )2
很清楚的由公式我们可以看到仅在
N
，即△=
N ( N 0,1,2,... )时才会出现暗点，这也表示利用圆偏振场的确可以消除等倾线
对条纹图形的影响。
这两束光经过检偏器就产生了偏振光的干涉现象。我们将看到与应力分布
相关的干涉花样。在白光照射下产生的干涉花样中，彩色的条纹称为等差线，它
实验图 二
1：将二维+LD导轨的一端，打开电源，调整二维+LD上的二维调节旋钮， 使得激光沿导轨平行出射。
2：在导轨按着如实验图二所示的光路放入扩束镜和透镜，调节透镜的位 置，使得从透镜出来的光为准直的平行光束。
2：在透镜前面放入偏振片（起偏器）， 旋转起偏器，使得出射的光束较亮，在第一个偏振片的前面放入第二 偏振片（检偏器），旋转第二个偏振片，使得出射的光最暗。（可以用眼 睛迎着光的方向观察。）此时两个偏振片正交。
目录
实验 光弹性效应实验.......................................................................................................................1
.I.
实验 光弹性效应实验
一: 实验设备
6：将压力架放入两个正交的偏振片之间，打开压力架上压力指示器，并 将光弹性材料放入压力架中， 旋转压力架上方的旋扭给光弹性材料加压，，边观察压力的大小边加 压，压力的大小不要超过压力指示器的量程（50kg）此时能看到红色的 条纹（等差线）和黑色的条纹（等倾线）。改变压力的大小，观察等差线 和等倾线的变化情况，直到等差线和等倾线的梳密和数量都合适为止 。然后旋转起偏器和检偏器，使得黑色条纹（等倾线）成“十”字形状。
光弹性实验
光弹性实验一．实验目的1.光弹性实验是一种光学的应力测量方法，是材料力学实验的重要组成部分。
通 过该实验熟悉光弹性等色条纹级次的判定方法。
2.理解材料条纹的力学意义 二．实验原理塑料、玻璃等非晶体在通常情况下是各向同性而不产生双折射现象的。
但是当它们受到应力的时候，就会变成各向异性而显示出双折射性质，这种现象称为光弹性效应。
光弹性法的光源有单色光和白光两种，单色光是只有一种波长的光；白光则是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七种单色光组成的。
发自光源的自然光是向四面八方传播的横振动波。
当自然光遇到偏振片时，就只有振动方向与偏振轴平行的光线才能通过，这就形成平面偏振光，其振动方程为vtA u λπ2sin= （1）式中A 为光波的振幅，λ为单色光的波长，v 为光波的传播速度，t 为时间。
根据光学原理，偏振光的强度与振幅A 的平方成正比，即2KA I = （2） 比例常数K 是一个光学常数。
用具有双折射性能的透明材料（如环氧树脂塑料或聚碳酸脂塑料）制成与实际构件相似的模型，并将它放在起偏镜和检偏镜之间的平面偏振光场中（见图1）。
当模型不受力时，偏振光通过模型并无变化。
如模型受力，且其某一单元的主应力为1σ和2σ，则偏振光通过这一单元时，又将沿1σ和2σ的方向分解成互相垂直，传播速度不同的两束偏振光，这种现象称为双折射。
由于两束偏振光在模型中的传播速度并不相同，穿过模型后它们之间产生一个光程差∆。
实验结果表明，∆与该单元主应力差()21σσ-和模型厚度h 成正比，即()21σσ-=∆Ch （3）式中比例常数C 与光波波长和模型材料的光学性质有关，称为材料的光学常数。
公式（3）称为应力光学定律。
光弹性法的实质，是利用光弹性仪测定光程差∆的大小，然后根据应力光学定律确定主应力差。
三．平面偏振布置PAΨσ1σ2uu 1,u ‘1u 2,u‘2o图2偏振轴与应力主轴的相对位置图1 受力模型在正交平面偏振布置中光源起偏镜模型检偏镜PA如图1所示的正交平面偏振布置，用符号P 和A 分别代表起偏镜和检偏镜的偏振轴。
光弹性原理及实验方法
§3.1 光测弹性法简介
光测弹性法的定义：
光弹（光测弹性力学）：利用光学方法进行应力分析的全场测试技术。
光测弹性法的基本原理：
采用具有所谓“暂时双折射效应”的高分子材料，如：环氧树脂、聚碳酸脂等 ，制成与实物形状和尺寸几何相似的模型（模型制作）；
并且给模型施加与实物相似的载荷，在特定的偏振光场中观察，模型中出现与 应力有关的干涉条纹（条纹获取）；
电测法回顾
实际测量考虑：
z 温度补偿、防湿 z 栅长的选择 z 粘贴方向的影响 z 横向效应系数的修正 z 长导线的影响和修正
力学信号（应变）
（广义）胡克定律等
应力
z 单向应力 z 平面应力状态
（主应力方向已知） z 平面应力状态 （主应力方向已知）
电阻应变仪 （惠斯登电桥）
电桥的加减特性：
ΔU BD
光程
10
§3.2 光学基本知识
(2) 光程差与相位差
若初始位相相同的两束相干光，其中一束通过折射率为n1，厚度为h的介质。另
一束通过折射率为n2，厚度为h的介质，出介质时两束光的光程差与相位差为：
Δ
=
v
(t1
−
t2
)
=
v
⎛ ⎜ ⎝
h v1
−
h v2
⎞ ⎟ ⎠
=
h
( n1
−
n2
)
位相差： δ = 2π Δ λ
h
E1 n1
E2 n2
Q1:如n1>n2,问（1）离开介质时两束光的光矢量振动方程；（2）那束光位相滞后；（3） 位相滞后多少?
E1
=
a sin [ω(t
−
t1 )
实验报告4-1 光弹性效应
光弹性效应实验报告实验原理：1. 光弹性效应：有些光学介质在自然状态下没有双折射性质，但当受到机械力作用时，出现双折射现象，应力解除后现象随之消失，这种现象称为光弹性效应。
把具有明显光弹性效应的物质称为光敏物质，其他称为非光敏物质。
在实际应用中，可以用光敏物质做成与待分析部件相似的模型，按部件实际受力情况施加相应的应力。
模型的各受力点产生相应的双折射，即o光与e光折射率n o与n e不同，各点折射率差与改点内应力成正比，即n o-n e=kςK为常数。
利用此原理制成的仪器称为光弹仪。
2.全息光弹法全息光弹法是利用全息干涉原理研究光弹性效应的技术。
光路图如图4-1-1在一个全息照相用的防震台上，让激光束经分束镜分为两束。
一束经扩束镜，准光镜成为平行光，再通过偏振片和四分之一波片成为圆偏振光，经毛玻璃散射后照射待测模型，透过模型投射于全息干板上，这束光称为物光；另一束光经另一套扩束镜，准光镜，偏振片和四分之一波片，成为一束圆偏振光的平行光束，直接投射于全息干板上。
物光与参考光须同时左旋或右旋的圆偏振光。
在模型未加外力时，让物光和参考光同时投射于全息干板上做第一次曝光，记录一次全息条纹；然后给模型加上适当应力，在做第二次曝光。
经两次曝光记录了两套干涉条纹的全息干板显影，定影后，成为全息图。
放回拍摄的位置，撤去实验模型，遮掉物光，以参考光束照射全息图。
迎着原物光方向看，可看到原模型位置有一个所用实验模型的立体虚像，透过望远镜可看到虚像中有明暗相间的干涉条纹。
以ς1表示模型受力最大方向的应力，ς2表示受力最小方向的应力，称ς1与ς2为主应力。
由于沿一个干涉条纹各点有相同的主应力和（ς1+ς2），称此条纹为等和线。
二次曝光法适用于非光敏物质，用于观察等和线。
一次曝光法光路同上，只是在模型未加外力时不曝光，仅在给模型加好外力后作一次曝光，只记录一次全息条纹。
显影定影后放回原位用参考光照明，可用望远镜在模型虚像中看到另一组干涉条纹。
动态光弹性实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过动态光弹性法研究弹性体在动态载荷作用下的应力和应力波传播规律，验证理论分析的正确性，并探讨动态光弹性方法在工程中的应用价值。
二、实验原理动态光弹性法是实验应力分析的一种方法，通过在弹性体表面涂覆光弹性材料，利用光的偏振和干涉现象来观测应力分布。
当弹性体受到动态载荷作用时，光弹性材料会发生变形，导致光的传播路径和偏振状态发生变化，从而产生干涉条纹。
通过分析干涉条纹的形状和分布，可以确定弹性体内的应力状态。
三、实验设备1. 动态光弹性实验装置：包括光源、光弹性材料、样品架、加载装置等。
2. 高速摄影系统：用于记录动态过程中的干涉条纹。
3. 图像处理软件：用于分析干涉条纹。
四、实验步骤1. 准备工作：将光弹性材料涂覆在弹性体表面，设置实验参数，包括光源波长、加载速度等。
2. 加载过程：对弹性体施加动态载荷，记录不同时刻的干涉条纹图像。
3. 数据处理：利用图像处理软件分析干涉条纹，计算应力分布。
五、实验结果与分析1. 实验现象：在动态载荷作用下，弹性体表面出现明显的干涉条纹，条纹分布随着时间变化而变化。
2. 应力分布：通过分析干涉条纹，可以得到弹性体内的应力分布。
结果表明，应力主要集中在弹性体表面和内部裂纹附近。
3. 应力波传播：随着动态载荷的施加，应力波在弹性体内部传播，导致干涉条纹的移动和变化。
通过分析条纹的移动速度和方向，可以确定应力波的传播规律。
六、结论1. 动态光弹性法可以有效研究弹性体在动态载荷作用下的应力和应力波传播规律。
2. 实验结果与理论分析基本一致，验证了理论分析的正确性。
3. 动态光弹性方法在工程中具有广泛的应用价值，可用于预测和分析结构在动态载荷作用下的性能。
七、讨论1. 实验过程中，加载速度对干涉条纹的清晰度和应力分布的准确性有较大影响。
在实际应用中，应根据具体情况选择合适的加载速度。
2. 光弹性材料的选用对实验结果也有较大影响。
应选择具有良好光弹性能的材料，以保证实验结果的准确性。
光弹性实验实验报告
6.换上其他一至两个模型，重复步骤3至5，观察在不同偏振光场和用不同光源情况下，模型内等差线和等倾线的特点和变化规律。
7.关闭光源，取下模型，清理仪器、模型及有关工具。
在实验中，取N为整数，△N=1，测取相应的P值，而非给定△P逐级测取N值。这样便于实验，可避免给定 △P后，可能出现非整数级条纹，不便测取。此法称为条纹级次法。
2、测材料条纹值
（1）装夹试件，布置双正交偏振光场，开启光源。
（2）逐级加载，均匀拉伸段将发生颜色变化，按黄，红蓝，缘顺序出现，当完成一个循环后又按此色序重复。规定红，蓝过渡色（绀色）为整数级条纹，当绀色第一次出现时，N=1；第二次出现时N=2，…依此类推。在记录时，先记N，然后记下相应载荷
。进行数次后，每一组N值及P值可求得一个 值，然后求平均值即得材料纹值。
其中C为比例系数，此式称为平面应力光学定律。
当光程差为光波长 的整数倍时，即
…… （9-2）
产生消光干涉，呈现暗点，同时满足光程差为同一整数倍波长的诸点，形成黑线，称为等差线，由式（9-1）和（9-2）可得到
（9-3）
其中 称为材料条纹值。
由此可知，等差线上各点的主应力差相同，对应于不同的N值则有0级、1级、2级……等差线。
本试验用轴向拉伸试件来标定 值。均匀拉伸段的理论应力值为：
（单向拉伸），又（9-4）式把 及 代入（9-6）,由此可获得P,N, 后，标定出 。
实验方法与步骤
1、光弹性观察实验
1.观看光弹性仪的各个部分，了解其名称和作用。
2.取下光弹性仪的两块四分之一波片，将二偏振镜轴正交放置，开启白光光源，然后单独旋转检偏振镜，反复观察平面偏振光场光强变化情况，分析各光学元件的布置和利用，并正确布置出正交
光弹性效应实验报告
一、实验目的1. 了解光弹性效应的基本原理；2. 掌握光弹性效应实验的方法和步骤；3. 分析光弹性效应在不同材料中的表现；4. 提高对光学测试技术的认识。
二、实验原理光弹性效应是指当透明材料受到应力作用时，其光学性质发生改变的现象。
这种现象可以通过偏振光来观察。
当材料受到拉伸或压缩应力时，其折射率会发生变化，从而导致光波在材料中传播速度的改变，进而影响偏振光的传播方向。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：光弹性效应测试仪、显微镜、偏振片、透明材料（如玻璃、塑料等）、样品夹具；2. 实验材料：透明材料样品。
四、实验步骤1. 准备实验材料：将透明材料样品切割成所需尺寸，并清洗干净；2. 安装样品：将样品放入样品夹具中，确保样品表面平整；3. 连接仪器：将光弹性效应测试仪与显微镜连接，调节仪器至最佳状态；4. 选择偏振片：根据实验要求选择合适的偏振片；5. 观察现象：开启测试仪，观察偏振光在透明材料中的传播情况，记录现象；6. 分析结果：根据观察到的现象，分析光弹性效应在不同材料中的表现；7. 实验数据整理：整理实验数据，绘制实验曲线。
五、实验结果与分析1. 实验结果：（1）当透明材料受到拉伸应力时，其折射率减小，光波传播速度变快，偏振光传播方向发生改变；（2）当透明材料受到压缩应力时，其折射率增大，光波传播速度变慢，偏振光传播方向发生改变；（3）不同材料的应力-折射率关系不同，表现出不同的光弹性效应。
2. 实验分析：（1）光弹性效应是材料受到应力作用时，其光学性质发生改变的现象；（2）通过观察偏振光在透明材料中的传播情况，可以判断材料受到的应力类型和大小；（3）光弹性效应在工程领域有广泛的应用，如材料力学性能测试、光学器件设计等。
六、实验总结本次实验通过观察光弹性效应在不同材料中的表现，掌握了光弹性效应实验的方法和步骤。
实验结果表明，光弹性效应在工程领域有广泛的应用前景。
在今后的学习和工作中，我们将进一步深入研究光弹性效应，为相关领域的发展做出贡献。
光弹性测量技术的原理与实践指南
光弹性测量技术的原理与实践指南引言光弹性测量技术是一种通过光的干涉和衍射原理来测量物体形变和应力分布的非接触式测试方法。
这种技术在材料科学、工程结构、生物医学等领域有着广泛的应用。
本文将介绍光弹性测量技术的原理以及实践指南，为读者提供更深入的了解和应用指导。
一、光弹性测量技术的原理光弹性测量技术是基于光的干涉和衍射原理来进行测量的。
当光束通过物体时，会发生折射、反射、透射和散射等现象，这些现象可以用干涉和衍射来解释。
1. 干涉原理当光束通过物体时，由于物体的形变或应力分布，光束的路径会发生改变，从而导致光程差的变化。
如果光束经过的两条路径的光程差为光波长的整数倍，就会出现干涉现象。
通过测量干涉条纹的移动，我们可以得到物体形变或应力分布的信息。
2. 衍射原理衍射是当光波通过一个孔或绕过障碍物时，光波会发生弯曲和扩散的现象。
通过观察衍射条纹的形状和位置，我们可以得到物体形变或应力分布的信息。
光弹性测量技术一般使用激光作为光源，因为激光的相干性和方向性可以提高测量的精度和稳定性。
二、光弹性测量技术的实践指南1. 实验器材进行光弹性测量实验需要准备一些基本的器材，包括激光器、光学元件（如透镜、偏振片、干涉仪）、相机、光敏材料等。
这些器材的选择应根据实验目的和精度要求来确定。
2. 校准和标定在进行光弹性测量之前，需要进行系统的校准和标定。
校准是为了确保测量结果的准确性和可靠性，可以通过对已知形变或应力的标准样品进行测量来进行校准。
标定是为了确定光程差和位移之间的关系，可以通过加权法或多次观测法来确定标定曲线。
3. 测量方法光弹性测量可以采用静态或动态方法。
静态方法是在物体施加一个稳定的形变或应力状态下进行测量，可以得到物体的静态应力分布。
动态方法是在物体施加一个变化的形变或应力状态下进行测量，可以得到物体的动态应力响应。
根据实验需求和物体特性选择合适的测量方法。
4. 数据处理在进行光弹性测量实验后，需要进行数据处理和分析，以得到所需的形变或应力分布信息。
光弹性应力分析 实验报告
1、认识光弹性仪。 观察实物光弹仪的各个部分，了解其名称和作用。 2、平面偏振光场的布置 将二偏振镜轴正交放置，开启单色钠光光源，然后单独旋转检偏镜，同 时观察平面偏振光场光强变化情况，并正确布置出正交和平行两种平面偏 振光场。 3、等倾线和等差线的观察 调整加力装置，分别放入矩形模型横梁使之受力，逐渐加载，观察等倾 线、等差线的形成，转动电子秤下的手柄使起偏镜、检偏镜同步回转，同 时观察等倾线的特点，最后拍下对径受压矩形横梁0°、15°、30°、45° 、60°、75°的等倾线图。 4、在正交平面偏振场中加入两片四分之一波片。 先将一片四分之一波片放入并转动使之成暗场，然后转动45°，再将 另一四分之一波片放入并转动使再成暗场，即得双正交圆偏振光场。此时 等倾线消除，在钠光光源下，观察等差线条纹图，分析其特点。再单独旋 转检偏镜90°，则为平行圆偏振光场，观察等差线得变化情况。 5、测定模型材料的条纹值 从前面应力差公式可以看出，只要知道材料的条纹值和等差线级数N， 模型中的任一点的主应力差值就可算出。我们采用矩形截面纯弯曲梁实验 确定材料的条纹值。矩形截面梁在弯矩M作用下，根据光弹性实验的等差 线图测得纯弯曲段邻近上下边缘某整级数条纹N之间的距离H0。
3、实验器材： 漫射光式光测弹性仪、聚碳酸酯模型、尺子、打磨工具、照相机等； 4、实验步骤及注意事项： （1）实验准备（调节正交圆偏振暗场）：打开钠光源，旋转检偏镜，使标记指向镜框分 （ 度盘上0度位置；分别旋转两块四分之一玻片，使标记指向45度，形成 “正交圆偏振暗场”； （2）测量模型宽度t，测量位置附近横截面长度l， （3）调节试件高度，使模型刚好夹在试件中间且不受力，且平面偏振光垂直通过模型。 （4）调节电子秤的“去皮”按钮进行清零。当模型中x变成暗点时，调节外力，找到暗点 最清晰时的外力（记录电子秤示数m）并做记录，此时n=2，再依次施加外力连续测量 并做记录。
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1
2
Nf b
(2)
（2）一般只能得到两个主应力
F
的差，而对于自由边界上的点，
可以直接计算出主应力。
因为自由边界上的法向正
应力（主应力之一）为零。
实际构件的危险点， 1 0
3
一般是出现在边界上。因 ( 2 0)
开孔
3 1
此式（2）具有很高的实
用价值。
自由边界
16
二、原理
2、条纹值的测定（利用对径受压圆盘）
暗场——整数级条纹
亮场——半数级条纹
图24 对顶受压方板的等差线条纹
20
三、几个重要的基本概念
2、等倾线
由主应力方向相同的点连成的曲线（干涉条纹）， 叫做等倾线。
yP
A
α
x
1
2
等倾线
1
2 22
3
21
三、几个重要的基本概念
2、等倾线
0º
15º
等倾线的 用处：
确定主应
力的方向。 在同一组
•O-模型，A-检偏镜，-视场镜，C-屏幕。
双折射（birefringence）现象
双折射的概念
自然光
双折射： 一束光入
n1 i
射到各向异性介质时， n2
(各向异
折射光分成两束的现象。性介质)
ro
re o光
寻常（o）光和非寻常（e）光
O光 ： 遵从折射定律
n1 sini n2 sinro
e光： 一般不遵从折射定律
18
三、几个重要的基本概念
1、等差线
由模型上主应力差相同的 点连成的曲线（干涉条纹）， 叫做等差线。
等差线的用处：计算主应 力的大小。例如用公式（2） 计算模型的边界应力。
1
2
Nf b
(2)
等差线
对径受压圆环
19
三、几个重要的基本概念
1、等差线
有残余应力
整数级
半数级
01234
0.5 1.5
3.5 2.5
5
C5
5
D
100
F 16
20 6
（1） 测定模型材料（聚碳酸脂）的条纹值 f。
（2）分别用光弹性方法和材料力学公式计算模型上点A、B、 C、D的弯曲正应力（主应力），并计算相对误差。
25
思考题： 与应变电测技术相比，光弹性方法有那些特点？
晶体的光轴：
在晶体中的一个特殊的方向，沿该方向
不会产生双折射现象。
暗场：当起偏轴和检偏轴正交时，平面偏 振光被检偏镜挡住吸收，形成暗场。
明场：当起偏轴和检偏轴平行时，平面偏 振光穿过检偏轴，形成明场。
明场与暗场的变化
平面偏振光场：
平面偏振光装置主要由光源和一对偏振 镜组成, 靠近光源的一块称为起偏镜, 另一 块称为检偏镜。
光弹实验
一、实验目的 了解光弹性的原理和特点 了解光弹性仪结构, 掌握光弹性仪的使用方法 观察光弹性模型受力后在偏振光场中的光学效应 测定纯弯曲梁的弯曲正应力
1
光弹仪的基本构成
•光源（包括单色光源和白光光源） •一对偏振镜 •一对四分之一波片 •透镜和屏幕
其装置结构如图所示
•S-光源，G-隔热玻璃，F-滤色片，-准透 镜，P-起偏镜，Q-1/4波片，
30º
45º
等倾线上，各 点的主应力方
30º 30º
向相同。
对径受压圆环的等倾线
22
三、几个重要的基本概念
3、模型相似（相似性理论） 光弹性方法一般都是用模型替代实物进行实验，由模
型分析得到的结果（应力），还要换算到实物上。 这种换算必须依靠相似性理论，因此，相似性理论是
光弹性方法一个理论基础。 相似条件：
几何相似； 边界条件相似； 载荷相似。
23
四、光弹性方法的特点
1、全场显示； 2、 形象化，直观性好。 3、 适合于解决应力集中问题及分析接触应力问题。 4、可以用于结构的优化设计。 5、光弹性模型可以比较灵活地实现比例缩放—便于大型
结构和微小对象的分析。
24
五、弯曲正应力的测定
16 F
A B5
Δ
沿 3方向振动
的出射偏振光
13
二、原理
1、平面应力-光学定律
F
实验表明（Devid Brewester），光通过模型 任意一点形成的光程差与
该点的主应力差成正比：
一束入射光
两束出射光
Cb(1 2)
(1)
式中：
C — 模型材料的光性常数
b — 模型的厚度
b F
Δ
光程差
式（1）称为平面应力-光学定律 平面受力模型(侧面)
14
二、原理
1、平面应力-光学定律
Cb(1 2)
(1)
在实际的实验分析中，
F
使用式（1）的变形形式进
行应力计算：
1
2
Nf b
(2)
式中：
f — 模型材料的条纹值
N — 等差线条纹级数
式（2）也称为平面应力-光学定律
Δ
b
光程差
F 平面受力模型
15
二、原理
1、平面应力-光学定律 对于模型内部的点，利用式
sini const .
s in re
方解石的双折射现象
光弹效应：
有些各向同性的非晶体透明材料（如玻璃、 塑料等）本无双折射性质，但是当它们在受 到机械外力时，其内部会产生应力分布，从 而导致光学上的各向异性，出现双折射性质， 这种现象称为光弹效应。
平面偏振光：自然光通过起偏镜过滤成平 面偏振光，即只有沿着起偏轴一个方向振 动的光波穿过，形成一个平面，称为平面 偏振光。
二、原理
1、平面应力-光学定律 F
3
开孔
3 1
平面受力模型(正面)
光束通过受力模型时 产生应力—光学效应
F
一束入射光
两束出射光
Δ
光程差
F 平面受力模型(侧面)
12
二、原理
1、平面应力-光学定律
出射光分解为两束偏
振光，且振动方向分别平 行于两个主应力。
入射偏振光 3 1
沿 1方向振动
的出射偏振光
计算 f 的公式：
f 8F
N0 D
[N / mm]
从同一块光弹性材料上割下 两块，分别加工成模型和圆盘。
圆盘用于测定条纹值f。
常用光弹性材料： 1. 聚碳酸脂 2. 环氧树脂
F D
012345
等差线
3. 有机玻璃
F
N0 6
17
三、几个重要的基本概念
1、等差线 2、等倾线 3、模型相似（相似性理论）
光源
单色光：仅有一种波长的光。
白光源：由红、橙、黄、绿、青、蓝、 紫七种单色光组成的。
自然光：横波，沿任意方向振动。
双正交圆偏振光场： 在正交平面偏振光中，同时存在着等差线和等倾线。 为了消除等倾线以便获得清晰的等差线图，在两偏振 镜之间加入一对四分之一波片，以形成正交圆偏振光 场,消除等倾线。
正交圆偏振光场布置简图