Значение слова фотоупругость

1. оптическая анизотропия и связанное с ней двойное лучепреломление в изотропных телах (стеклах, поликристаллах) под действием механических нагрузок. Фотоупругость называют иногда пьезооптическим эффектом и фотоэластическим эффектом.

2. Оптический метод исследования механических напряжений.

фотоэластический эффект, пьезооптический эффект, возникновение оптической анизотропии в первоначально изотропных твёрдых телах (в т. ч. полимерах ) под действием механических напряжений. Открыта Т. И. Зеебеком (1813) и Д. Брюстером (1816). Ф. является следствием зависимости диэлектрической проницаемости вещества от деформации и проявляется в виде двойного лучепреломления и дихроизма , возникающих под действием механических нагрузок. При одноосном растяжении или сжатии изотропное тело приобретает свойства оптически одноосного кристалла с оптической осью, параллельной оси растяжения или сжатия (см. Кристаллооптика ). При более сложных деформациях, например при двустороннем растяжении, образец становится оптически двухосным.

Ф. обусловлена деформацией электронных оболочек атомов и молекул и ориентацией оптически анизотропных молекул либо их частей, а в полимерах √ раскручиванием и ориентацией полимерных цепей. Для малых одноосных растяжений или сжатий выполняется Брюстера закон . Dn = kP, где Dn √ величина двойного лучепреломления (разность показателей преломления для обыкновенной и необыкновенной волн), Р √ напряжение, k √ упругооптическая постоянная (постоянная Брюстера). Для стекол k = 10-13√10-12см2/дин, для пластмасс (целлулоид) k = 10-12√10-11см2/дин.

Ф. используется при исследовании напряжений в механических конструкциях, расчёт которых слишком сложен. Исследование двойного лучепреломления под действием нагрузок в выполненной из прозрачного материала модели (обычно уменьшенной) изучаемой конструкции позволяет установить характер и распределение в ней напряжений (см. Поляризационно-оптический метод исследования ). Ф. лежит в основе взаимодействия света и ультразвука в твёрдых телах.

Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 5 изд., М., 1976; Дитчберн Р., Физическая оптика, пер. с англ., М., 1965; Фрохт М. М., Фотоупругость, пер. с англ., т. 1√2, М. √ Л., 1948√50; Физическая акустика, пер. с англ., т. 7, М., 1974, гл. 5; Александров А. Я., Ахметзянов М. Х., Поляризационно-оптические методы механики деформируемого тела, М., 1973.

Э. М. Эпштейн.

пластмассы с механическими напряжениями между двумя скрещенными поляризаторами.

Фотоупругость обусловлена деформацией электронных оболочек атомов и молекул и ориентацией оптически анизотропных молекул либо их частей, а в полимерах — раскручиванием и ориентацией полимерных цепей. Феноменологически этот эффект описывается как изменение коэффициентов оптической индикатрисы ΔB, вызванное деформацией u:

где p — компоненты тензора фотоупругости. Здесь использованы тензорные обозначения с шестимерными индексами λ, μ = 1,2,…,6 по следующему правилу: λ = i = j при i = j, λ = 9 − i − j при i ≠ j, то есть

λ = 1 → xx,  λ = 4 → yz, 

λ = 2 → yy,  λ = 5 → xz, 

λ = 3 → zz,  λ = 6 → xy.

Эти обозначения учитывают внутреннюю симметрию тензора фотоупругости (который, вообще говоря, является тензором четвёртого ), индикатрисы и тензора деформации. В линейном приближении изменение индикатрисы можно пересчитать в изменение тензора диэлектрической проницаемости по формуле

Фотоупругость используется при исследовании напряжений в механических конструкциях, расчёт которых слишком сложен. Исследование двойного лучепреломления под действием нагрузок в выполненной из прозрачного материала модели изучаемой конструкции позволяет установить характер и распределение в ней напряжений (см. Поляризационно-оптический метод исследования ). Фотоупругость лежит в основе взаимодействия света и ультразвука в твёрдых телах ( акустооптический эффект ).