近代物理實(shí)驗(yàn)光彈性效應(yīng)

1、 目錄 一、背景知識；一、背景知識； 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模欢?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模?三、實(shí)驗(yàn)原理；三、實(shí)驗(yàn)原理； 四、實(shí)驗(yàn)裝置；四、實(shí)驗(yàn)裝置； 五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容； 背景知識背景知識 某些晶體在自然狀態(tài)下即有雙折射性質(zhì)，稱其為 自然雙折射。另有一些光學(xué)介質(zhì)，它們在自然狀態(tài)下 是各向同性的，沒有雙折射性質(zhì)。但當(dāng)受到機(jī)械力作 用時，將成為光學(xué)各向異性，出現(xiàn)雙折射現(xiàn)象。這種 雙折射是暫時的，應(yīng)力接觸后即消失，稱之為光彈性 效應(yīng)。并非所有物質(zhì)都有光彈性效應(yīng)，我們把具有明 顯光彈性效應(yīng)的物質(zhì)稱為光敏物質(zhì)；將光彈性效應(yīng)微 弱的物質(zhì)稱為非光敏物質(zhì)。 受力點(diǎn)產(chǎn)生相應(yīng)的雙折射，即o光與e光折射率 no與ne不同，各點(diǎn)折

2、射率差與該點(diǎn)內(nèi)應(yīng)力成正比，即 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?一、了解光彈性效應(yīng)的原理及應(yīng)用； 二、通過一次曝光法，了解全息干涉原理在 在測量物體內(nèi)應(yīng)力分布中的應(yīng)用。 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 一、全息光彈法：一、全息光彈法：激光的問世為光彈分析提供了有力的工具， 發(fā)展了利用全息干涉原理研究光彈性效應(yīng)的技術(shù)，稱全息光 彈法。本實(shí)驗(yàn)將通過一次曝光法的操作來介紹全息光彈法。 一次曝光法光路如下圖所示，在一個全息照相用的防震臺上， 讓激光束經(jīng)分束鏡分為兩束。一束經(jīng)擴(kuò)束鏡、準(zhǔn)光鏡成為平 行光，再透過偏振片和四分之一波片成為圓偏振光，經(jīng)毛玻 璃散射后照射待測模型，透過模型投射于全息干板上，這束 光稱為物光；另一光束經(jīng)另一套擴(kuò)

3、束鏡、準(zhǔn)光鏡、偏振片和 四分之一波片，成為藝術(shù)圓偏振光的平行光束，直接投射于 全息干板上。物光與參考光需同是左旋（或同是右旋）的圓 偏光。在模型加外力時作一次曝光，記錄一次全息條紋。顯 影定影后放回原位用參考光照明，可用望遠(yuǎn)鏡在模型虛像中 看到一組干涉條紋。沿條紋各點(diǎn)有相同的主應(yīng)力差，稱之為 等差線。一次曝光法適用于光敏物質(zhì)做成的模型，用于觀察 等差線。 氦氖激光束 1 2 3 4 5 67 89 10 11 12 1314 圖4-1-1 兩次曝光法與一次曝光法光路圖 1 分束鏡；2、10 反射鏡；3、11擴(kuò)束鏡；4、12準(zhǔn)光鏡；5、13 偏振片；6、14 四分之一波片；7 毛玻璃；8 待測模

4、型；9 全息干板 二、二、等和線和等和線和等差線等差線：事實(shí)上本實(shí)驗(yàn)只有一次曝光法，故只會 得到等差線，但這里等和線也進(jìn)行了簡述。經(jīng)過曝光后得到光 強(qiáng)為 *兩次曝光時，上式為 當(dāng) 時，為亮條紋； 當(dāng) 時，為暗條紋；此時為等和線等和線 *一次曝光時，上式為 當(dāng) 時，為亮條紋； 當(dāng) 時，為暗條紋；此時為等差線等差線 )(cos)cos()2cos(21 2 CC I )2cos(21 I , 2, 1, 0 , 2/3, 2/1 )(cos2/1 2 C I , 2, 1, 0 C , 2/3, 2/1 C 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置 試驗(yàn)設(shè)備和儀器包括：防震臺、氦氖激光 器、分束鏡、準(zhǔn)光鏡、擴(kuò)束鏡、偏振片、四 分之一波片、壓力架和望遠(yuǎn)鏡等。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1. 按照上面光路圖安排光路，要求參考光和物光都是左旋 （或都是右旋）圓偏振光的平行光束，光程相等。 2. 經(jīng)過分束鏡的兩束光，參考光與物光的光強(qiáng)比應(yīng)該在5： 1為好，在3：17：1范圍內(nèi)均可。 3. 在壓力架上放環(huán)氧樹脂模型，加45千克壓力。遮住激光 束，在黑暗條件下放好全息干板。曝光80秒，顯影定影， 用吹風(fēng)機(jī)吹干，得一次曝光全息圖。 4.