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文档简介

1、实验10 光弹性认识实验一、实验目的）一般光弹仪的结构,及偏振场的类型。）掌握等差线、等倾线的概念）初步了解光弹基本原理和方法二、光弹仪结构及偏振场的类型图10-1光源波片冷却水槽分析镜（检偏振镜）准光镜成象透镜起偏振镜滤色镜波片光模型及加载架投影在做光弹实验时，通常需做以下调整步骤：）调整各光学元件的上下位置及镜面方位，使各镜片中心轴位于一条直线上，为判别此点只在光源在上投影呈正圆即可。）调整、的相对角度，分别组成平面偏振场，圆偏振场平面偏振场：将、取下，使与的偏振轴位置垂直，此场为暗场，如图12-2所示，若与偏振轴平行，则为明场。圆偏振场：将、装上，如图12-3所示，为圆偏振场暗场（或称双

2、正交圆偏振场）。若将转90与平行，则为平行圆偏振场。图10-2图10-3三、等差线、等倾线的概念将受有平面应力的模型，放在平面偏振场中，一束单色光通过起偏振镜后，变为平面偏振光。当此平面偏振光进入平面应力状态的透明模型时，便分解为振动方向互相垂直的，传播速度不同的两组光，此种现象称双折射现象，而且这两组光分别与模型中的主应力和的方向相同，如图12-4，由于两组光在模型中的传播速度不同，透过模型后产生的光程差为，经证明可知，模型内任一点的光程差，与相应点滴的主应力差和厚度成正比，用下式可表示：图10-4此式称为平面光弹性实验的应力-光学定律，其中为光学常数，它取决于模型材料和光的波长，为模型沿透

3、光方向的厚度。随后离开模型的两组光进入分析镜，分析镜之作用，使两组光在同一平面内振动，从而发生干涉现象。为平面偏振场为暗场时，离开分析镜的光强可用下式表示：其中：为偏振光的振幅，为常数，为模型中某一点主应力之一与起偏振镜（或分析镜）光轴之间的夹角。现在研究光强的条件，当的点在屏幕上应呈现为暗点。）当时，即或，即表示该点主应力方向与起偏镜（或分析镜）光轴重合，这样的点都是暗的，这些点的连线，称为等倾线。也就是说，等倾线是具有相同主应力方向的点的轨迹，同步旋转起偏振镜和分析镜，可得到不同参数的等倾线。）当时，则，。即：光程差=波长整数倍的模型上各点，发生消光，呈现暗点，光程差为波长整数倍同一倍数的点的连线，称为等差线，当时，称为0级等差线，通常称为0级条纹，当时，称为级条纹，依次类推。根据应力-光学定律知，等差线也可以说是等主应力线，用白光光源时，条纹由彩色带组成，在同一级条纹上各点颜色相同，所以也是等色线。在平面偏振场下，等倾线、等差线同时出现，互相干扰，为了消除等倾线常用圆偏振场，在

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