Словарь (стр. 46 )

Если на пластинку D в круговом полярископе (рис. 2) падает свет перпендикулярно к её плоскости, то интенсивность света, прошедшего анализатор А, будет рав­на I=I0sinπΔ/λ, где I0 — интенсивность

света, прошедшего поляризатор Р, λ — длина волны света лампы S поля­рископа, Δ=Cd(σ1-σ2) — оптич. раз­ность хода, d — толщина пластинки, σ1 и σ2 — гл. напряжения, С — т. н. относительный оптич. коэфф. напря­жений.

Рис. 2. Схема кругового полярископа(λ/4— компенсирующие пластинки; Э — экран).

Это ур-ние (т. н. ур-ние Вертгейма) — основное при решении пло­ских задач П.-о. м. и. При просвечива­нии монохроматич. светом в точках интерференц. изображения модели, в

к-рых Δ=mλ, (m—целое число), на­блюдается погашение света; в точках, где Δ=(2m+1)λ/2,— макс. освещён­ность. На изображении модели (рис. 3) получаются светлые и тёмные полосы разных порядков т (картина полос). Точки, лежащие на одной и той же полосе, имеют одинаковую Δ, т. е. одинаковые σ1-σ2 = 2τmax = ΔCd (где τmax — макс. касатель­ное напряжение). При белом свете точки с оди­наковыми τmах соеди­няются линиями одина­ковой окраски — изохромами. Чтобы полу­чить значения σ1-σ2 (или τmах), в данной точ­ке достаточно определить С для материала модели и из­мерить компенсатором Δ или можно определить σ0 модели и подсчитать порядок полосы т (σ0=λ/Сd — раз­ность гл. напряжений в модели, вы­зывающих разность хода Δ=λ; С и σ0 получают при простом растяжении, сжатии или чистом изгибе образцов из материала модели).

Рис. 3. Картина полос при равномерном растягивании пластинки с круглым отвер­стием.

Т. к. при нормаль­ном просвечивании плоской модели можно получить только разность гл. напряжений и их направление, то для определения σ1 и σ2 в отдельности су­ществуют дополнит. физико-механич. способы измерения σ1+σ2, а также графовычислит. методы разделения σ1 и σ2 по известным σ1-σ2 и их направ­лению, использующие ур-ния механи­ки сплошной среды.

Для исследования напряжений на объёмных моделях применяется метод «замораживания» деформаций. Модель из материала, обладающего свойством «замораживания» (отверждённые эпок­сидные, фенолформальдегидные смолы и др.), нагревается до темп-ры высокоэластич. состояния, нагружается и под нагрузкой охлаждается до комнатной темп-ры (темп-ры стеклования). После снятия нагрузки деформации, возни­кающие в высокоэластичном состоя­нии, и сопровождающая их оптич. анизотропия фиксируются. «Заморо­женную» модель распиливают на тон­кие пластинки (срезы) толщиной 0,6— 2 мм, к-рые исследуют в обычном поля­рископе.

Применяется также метод рассеян­ного света, при к-ром тонкий пучок параллельных лучей поляризованного света пропускается через объёмную модель и даёт в каждой точке на своём пути рассеянный свет, к-рый наблю­дается в направлении, перпендикуляр­ном к пучку. Состояние поляризации по линии каждого луча от точки к точ­ке меняется соответственно напряже­ниям в этих точках. Существует метод, при к-ром в изготовленную из оптически нечувствительного к напряжениям прозрачного материала (спец. органич. стекла) объёмную модель вклеивают тонкие пластинки из оптически чувствит. материала. Измерения во вклей­ках проводят как на плоской моде­ли — с просвечиванием нормально или под углом к поверхности вклейки.

П.-о. м. и. применяется для изуче­ния напряжений в плоских и объём­ных деталях в пределах упругости в тех случаях, когда применение вы­числит. методов затруднено или не­возможно. П.-о. м. и. напряжений ис­пользуется для изучения пластич. деформаций (метод фотопластичности), динамич. процессов, температурных напряжений (метод фототермоупругости), для моделирования при реше­нии задач ползучести (метод фотопол­зучести) и др. нелинейных задач ме­ханики деформируемого тела.

Применяется также метод оптиче­ски чувствит. наклеек (слоев), наноси­мых на поверхности натурных дета­лей. Слой оптически чувствит. матери­ала наносится на поверхность метал­лич. детали или её модели в жидком виде и затем подвергается полимери­зации или наклеивается на деталь в виде пластинки; это обеспечивает ра­венство деформаций нагруженной де­тали и покрытия. Деформации в по­крытии определяются по измеренной в нём разности хода в отражённом све­те при помощи односторонних поляри­скопов.

Так как П.-о. м. и. напряжений ве­дётся на моделях, то он заканчи­вается переходом от напряжений в мо­дели к напряжениям в детали. В про­стейшем случае σдет=σмоя•β/α2, где α и β — масштабы геом. и силового подобий.

• , А х м е т з я н о в М. X., Поляризационно-оптические методы механики деформируемого тела, М., 1973; Абен X. К., Интегральная фото­упругость, Тал., 1975; Метод фотоупруго­сти, под ред. , т. 1—3, М., 1975.

.

ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ, оптич. приборы для обнаружения, анализа, получения и преобразования поляризованного оптического излуче­ния (света), а также для разл. исследо­ваний и измерений, основанных на явлении поляризации света. Простей­шие устройства для получения и пре­образования поляризованного света — линейные и циркулярные поляризато­ры (П), фазовые пластинки, компенса­торы оптические, деполяризаторы и пр. В более сложные конструкции и установки для количеств. поляризационно-оптич. исследований, кроме пе­речисленных выше устройств, входят также приёмники света, монохроматоры, разл. электронные приборы и др. Для получения полностью или час­тично поляризованного света исполь­зуется одно из трёх физ. явлений: 1) поляризация при отражении света

573

или преломлении света на границе раздела двух прозрачных сред; 2) л и н е й н ы й дихроизм; 3) двойное луче­преломление. Свет, отражённый от поверхности, разделяющей две среды с разными преломления показателями n, всегда частично поляризован. Если же луч света падает на границу раз­дела под углом Брюстера (см. Брюстера закон), то отражённый луч поляри­зован полностью. Недостатки отражат. П.— малость коэфф. отражения и сильная зависимость степени поля­ризации p от угла падения и длины световой волны. Преломлённый луч также частично поляризован, причём его p монотонно возрастает с увеличе­нием угла падения. Пропуская свет последовательно через неск. прозрач­ных плоскопараллельных пластин, можно достичь того, что p прошедшего света будет значительна (см. Стопа в оптике).

Среды, обладающие оптической ани­зотропией в области полос поглощения света, неодинаково поглощают о б ы к н о в е н н ы й и н е о б ы к н о в е н н ы й лучи (линейный дихроизм). Если толщина пластинки, вырезанной из анизотропного кристалла (с полосами поглощения в нужной области спект­ра) параллельно его оптической оси, достаточна, чтобы один из лучей погло­тился практически нацело, то прошед­ший через пластинку свет будет пол­ностью поляризован. наз. дихроичными. К дихроичным П. относятся, в частности, поляроиды. П., действие к-рых основано на явле­нии двойного лучепреломления, опи­саны в ст. Поляризационные призмы. Они незаменимы в УФ области спектра и при работе с мощными потоками оптич. излучения.

Пластинки из оптически анизотроп­ных материалов, вносящие сдвиг фазы между двумя взаимно перпендикуляр­ными компонентами электрич. вектора E проходящего через них излучения, наз.

ф а з о в ы м и, или в о л н о в ы м и, пластинками (ФП) и пред­назначены для изменения состояния поляризации излучения. Так, цирку­лярные или эллиптич. Ц. обычно пред­ставляют собой совокупность линей­ного П. и ФП. Для получения света, поляризованного по кругу (циркулярно), применяют ФП, вносящую сдвиг фазы в 90° (п л а с т и н к а ч е т в е р т ь д л и н ы в о л н ы; см. Компенсатор оптический). Двулучепреломляющие ФП изготовляют из материалов как с естественной, так и с индуцированной оптич. анизотропи­ей. Применяются также отражат. ФП (напр., р о м б Ф р е н е л я), принцип действия к-рых основан на изменении состояния поляризации света при его полном внутреннем отражении. Пре­имуществом отражат. ФП перед двупреломляющими явл. почти полное отсутствие зависимости фазового сдвига от длины волны. (линейные, циркулярные, эллиптич.) могут ис­пользоваться и как анализаторы. Ана­лиз эллиптически поляризованного света производят с помощью компен­саторов разности хода.

Приборы для поляризационно-оптич. исследований отличает чрезвы­чайное разнообразие сфер применения, конструктивного оформления и прин­ципов действия. Их используют для фотометрич. и пирометрич. измерений, кристаллооптич. исследований, изуче­ния механич. напряжений в конструк­циях (см. Поляризационно-оптический метод исследования напряжений), в микроскопии, в поляриметрии и саха­риметрии, в скоростной фото - и кино­съёмке, геодезич. устройствах, в сис­темах оптической локации и оптиче­ской связи, в схемах управления ла­зеров, для физ. исследований электрон­ной структуры атомов, молекул и тв. тел и мн. др.