光弹实验报告
相移光弹法实验报告
一、实验目的1. 理解相移光弹法的基本原理。
2. 学习使用相移光弹法测量材料应力分布。
3. 通过实验验证理论分析结果，加深对材料力学性能的理解。
二、实验原理相移光弹法是一种利用光弹材料在应力作用下发生光弹效应的方法，通过测量光在光弹材料中传播时的相位变化来计算应力分布。
其基本原理如下：1. 当光线通过光弹材料时，若材料处于未受力状态，光线将直线传播，光程不变。
2. 当材料受到应力作用时，光线在材料中的传播路径将发生弯曲，光程发生变化。
3. 根据光程变化，可以计算出材料中的应力分布。
相移光弹法通过测量光程变化引起的相位变化来计算应力。
具体步骤如下：1. 将光弹材料制成薄膜，并将其置于光学显微镜下观察。
2. 使用偏振光照射光弹材料，调节光束方向，使光束通过材料的光程差为π/2。
3. 通过旋转偏振片，使光束在材料中传播的相位发生变化。
4. 根据相位变化计算材料中的应力分布。
三、实验仪器与材料1. 光弹材料：常用的光弹材料有硝基纤维素、聚乙烯醇缩甲醛等。
2. 光学显微镜：用于观察光弹材料中的光程变化。
3. 偏振片：用于调节光束在材料中的相位。
4. 激光器：作为光源，提供稳定的激光束。
5. 数据采集系统：用于记录和分析实验数据。
四、实验步骤1. 准备光弹材料薄膜，并将其置于光学显微镜下。
2. 使用激光器作为光源，调节光束方向，使光束通过材料的光程差为π/2。
3. 旋转偏振片，观察光程变化引起的相位变化。
4. 记录相位变化数据，根据理论公式计算材料中的应力分布。
5. 重复实验，验证实验结果的可靠性。
五、实验结果与分析通过实验，我们得到了光弹材料在不同应力状态下的相位变化数据。
根据理论公式，我们计算出了材料中的应力分布。
实验结果如下：1. 在均匀应力状态下，光程变化与应力成正比。
2. 在非均匀应力状态下，光程变化与应力梯度成正比。
3. 实验结果与理论分析基本一致，验证了相移光弹法的有效性。
六、实验总结1. 相移光弹法是一种有效的测量材料应力分布的方法。
光弹效应实验报告
光弹效应实验报告
光弹效应实验报告
光弹效应实验是由荷兰物理学家快活Ernst Florens Friedrich Chladni于1808
年发表的一项研究，它的出现引起了许多有关变温的争议。
实验的目的是研究可能形成的熔化和冷却的情况，以解释其是否受到温度的影响。
这项实验是通过一个带有红外热传感器,电荷传感器,温度传感器和试验室光纤等特定设备，使用一系列光源连续激发某种流体，通过变温器将其温度梯度控制在一定间隔的参数来实现的。
实验结果表明，当光辐射设备投射在某一定的温度范围内，，流体就会出现熔化，形成熔滴，而冷却的话也会表现出变化，温度的变化是跟光的热量及持续程度有关的，短而重复的光波在极短的时间内也可产生其物理和化学变化效应。
这一结果证明，光能将其热量转换成物质运动，因此具有非常重要的意义。
当今，光弹效应实验在科学研究、光学、冶金等领域被广泛应用，它的发展丰
富了研究者的视景，领略了光的神奇力量，并且让人们意识到光的强大作用。
此外，光弹效应也为我们提供了新思路，提高气体中物质运动的效率，大大改善了物理实验的质量以及工业仪器的使用效率。
总而言之，光弹效应实验已经发挥了重要作用，取得了巨大成就，它不仅提供
了重要的研究资料，也为我们提供了新思路，可以改善生产技术，实现更加高效的信息传递、精确的物质流动和高效的物质运行。
同时，也可以帮助人们更好的理解光的秘密，不断探索它带来的新发现。
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。
光弹实验报告
三、实验原理
1．明场与暗场 由光源 S、起偏镜 P 和检偏镜 A 即可以组成一个简单的平面偏振光场。起偏镜 P 和检 偏镜 A 均为光学偏振片， 各有一个偏振轴 （成为 P 轴和 A 轴） 。 如果他们的偏振轴相互平行， 由起偏镜产生的偏振光可以完全通过检偏镜， 将在接收屛上形成一个全亮的光场， 简称为明 场。如果两偏振轴相互垂直，则由起偏镜产生的偏振光全部不能通过检偏镜，将形成一个全 暗的光场，简称为暗场。明场和暗场是光弹性测试中的基本光场。 2．应力——光学定律 当把由光弹性材料制成的模型放置在偏振光场中时， 如果模型不受力， 光线通过模型后 将不发生改变；如果模型受力，将产生暂时双折射现象，即入射光线 通过模型后将沿两个主应力方向分解为两束相互垂直的偏振光， 这两束光出射模型后将产生 一光程差 δ 。实验证明，光程差 δ 与主应力差值( σ 1 − σ 2 )和模型厚度 t 成正比，即
πCt( σ 1 − σ 2 ) λ
由式 可以看出，光强 I 与主应力的方向和主应力的差值有关。为使两束光波发生干涉，相 互抵消，必须光强 I＝0。所以
1） a＝0，即没有光源，不符合实际。 2） sin2θ ， 则θ＝0或者90Ұ， 即模型中某一点的主应力方向与检偏镜的偏振轴平行或者 垂时，在屏幕上形成暗点。众多这样的点将形成暗条纹，这样的条纹称为等倾线。在保持 P 轴和 A 轴垂直的情况下，同步旋转起偏镜和检偏镜任一个角度，就可以得到 a 角度的等倾 线。 3） sin
光弹性应力测试实验报告
土木与交通学院 固体力学 钟振威 201020105267
一、实验的目的和要求
1．了解光弹性实验的基本原理和方法，认识偏光弹性仪。 2．观察模型受力时的条纹图案，认识等差线和等倾线，了解主应力查和条纹值的测量。 3．用剪应力差法计算模型中某一断面上的应力分布。
光弹性应力分析实验
通过光弹性实验， 通过光弹性实验，我们可以获得两种干扰 条纹。等倾线可用于确定受力模型上各点主应 条纹。 力方向； 力方向；等差线可用于确定受力模型上各点主 应力差值。再利用力学理论及其它条件， 应力差值。再利用力学理论及其它条件，即可 确定模型上任一点的主应力值。 确定模型上任一点的主应力值。
二、实验仪器
1、光弹性仪。 、光弹性仪。 2、矩形梁模型、圆环、圆盘模型。 、矩形梁模型、圆环、圆盘模型。 3、绘图纸。 、绘图纸。
三、试验原理
光弹性效应 折 射 应力双
机械应力作用产生的各向异性
光弹性效应
偏振片1 有机玻 璃模型 施 压
偏振片2
施压方向形成光轴 双折射与应力成正比 用于应力分析研究 应力双折射显示的偏振光干涉条纹
光弹性应力分析实验
4、在正交平面偏振场中加入两片四分之一波片。 、在正交平面偏振场中加入两片场，然后转动 ° 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， 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，在白光 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° 光源下，观察等差线条纹图，分析其特点。再单独旋转检偏镜 °，则为平行圆偏 振光场，观察等差线得变化情况。 振光场，观察等差线得变化情况。 5、熄灭白光，开启单色光源。 、熄灭白光，开启单色光源。 观察模型中的等差线图，比较两种光源下等差线的区别。绘制出对径受压圆盘等 观察模型中的等差线图，比较两种光源下等差线的区别。 差线图。 差线图。 6、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 ， 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。 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 作用下， 。矩形截面梁在弯矩 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 之间的距离H0。 边缘某整级数条纹 之间的距离 。 7、结束实验。 结束实验。 关闭光源，取下模型，清理现场。 关闭光源，取下模型，清理现场。
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。
光弹实验部分2011
实验七光弹性实验方法观察实验一、实验目的1、了解光弹性仪各部分的名称和作用，掌握光弹性仪的使用方法。
2、观察光弹性模型受力后在偏振光场中的光学效应。
二、基本原理概述光弹性实验所使用的仪器为光弹性仪，一般由光源(包括单色光源和白光光源)、一对偏振镜、一对四分之一波片以及透镜和屏幕等组成，其装置简图7-1，国产409-Ⅱ型光弹性仪的外形如图7-2。
7-1 光弹性仪装置简图S—光源L—透镜P—起偏镜Q—四分之一波片A—检偏镜Q—试件I—屏幕图7-2 409-Ⅱ型光弹性仪外形光弹性实验中最基本的装置是平面偏振光装置，它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，如图7-3所示。
当两偏振镜轴正交时开成暗场，通常调整一偏振镜轴为竖直方向，另一为水平方向。
当图7-3 平面偏振光装置在正交平面偏振光场中，由双折射材料制成的模型受力后，则使入射到模型的平面偏振光分解为沿各点主应力方向振动的两列平面偏振光，且其传播速度不同，通过模型后，产生光程差D ，此光程差与模型的厚度h 及主应力差(12s s -)成正比，即12()Ch s s D =- (7-1)其中C 为比例系数，此式称为平面应力光学定律。
当光程差为光波波长λ的整数倍时，即D =N λ N =0，1，2，…… (7-2)产生消光干涉，呈现暗场，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(7-1)和(7-2)可得到12Nfhs s -=(7-3)其中f Cl=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。
此外，在模型内凡主应力方向与偏振镜轴重合的点，亦形成一暗黑干涉条纹，称为等倾线，等倾线上各点的主应力方向相同，由等倾线可以确定各点的主应力方向。
当二偏振镜轴分别为垂直水平放置时，对应的为零度等倾线，这表明，等倾线上各点的方向皆与基线(水平方向)成零度夹角，此时若再将偏振镜轴同步反时针方向旋转o 10即得到o 10等倾线，其上各点主应力方向与基线夹角为o 10，其他依此类推。
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。
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光弹性应力测试
实验报告
指导教师：王美芹
学院：
班级：
学号：
姓名：
一、实验内容与目的
1．了解光弹性试验的基本原理和方法，认识偏光弹性仪；
2．观察模型受力时的条形图案，认识等差线和等倾线，了解主应力差和条纹值得测量；3．利用图像处理软件，对等倾线和等差线条纹进行处理。
二、实验设备与仪器
1．由环氧树脂或聚碳酸酯制作的试件模型一套；
2．偏光弹性仪及加载装置。
三、实验原理
光弹性实验主要原理是根据光的这一特性：光在各项同性材料中不发生双折射，而在各向异性的材料中发生双折射，且光学主轴与应力主轴重合。
模型材料在受力前为各向同性材料，受力后部分区域变成各向异性，然后再根据光的干涉条件可知，在正交平面偏振场中，当光程差为波长整数倍时（等差线）或者模型应力主轴与偏振轴重合时（等倾线）光的强度为零，相应地显示出来的条纹为暗条纹，而在平行平面偏振场中，根据干涉条件可知，在正交平面偏振场中的暗纹条件恰好为平行平面偏振场亮纹的条件。
然而，等倾线和等差线在一个图像上显示，难免会使图像不清晰，为了改进实验，我们在实验中把平面偏振场改为圆偏振场，这样就可以得到清晰的等倾线，它与平面偏振场的区别是在装置的模型两侧分别加了一个四分之一波片，当然了，也可以通过快速旋转正交偏振轴，快到应力模型上不同度数等倾线的取代过程用肉眼分辨不出来来消除等倾线的影响。
应力模型所使用的仪器为偏光弹性仪，由光源(包括单色光源和白光光源)、一对偏振镜、一对四分之一波片以及透镜和屏幕等组成，其装置简图1。
图1 光弹性仪装置简图
S —光源 L —透镜 P —起偏镜 M —四分之一波片
A —检偏镜 O —试件 I —屏幕
光弹性实验中最基本的装置是平面偏振光装置，它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。
当两偏振镜轴正交时开成暗场，通常调整一偏振镜轴为竖直方向，另一为水平方向。
当两偏振镜轴互相平行时，则呈亮场。
M 是四分之一波片，若把四分之一波片的快慢轴调整到与偏振片的偏振轴成45º的位置，就可以得到圆偏振光场。
（1）平面光弹性的应力—光学定律
光弹性模型使用特殊材料制成的，在力的作用下呈现出双折射现象。
如把受力模型处于偏振光场中，便可以看到这个双折射现像。
设光弹性模型为平面应力状态，当平面偏振光垂直入射受力模型平面时，只要不超过材料弹性极限，其双折射性质遵循下列两条规律：
1）光波垂直通过平面受力模型时，它只沿这点的两个主应力方向分解并振动，且只在乎应力平面内通过。
2）两光波在两主应力平面内通过的速度不等，因其折射率发生了改变，其变化量与主应力大小呈线性关系。
光程差： )(h 21σσδ-=C 【C 为两应力光学系数的差值；h 为模型厚度】 （1） 相对光程差： )(h
N 21σσλ
λδ-==
C S
L
L P M O
A L
M I
令：Cd
λ
σ=
0 ； 可变化为如下形式：
d f
n
=21-σσ
（2） 常数0σ称为模型条纹值，f 称为材料条纹值；f 约为12.5kN/m 级。
（2）受力模型在平面偏振光场中的光弹效应
将一个平面受力模型置于平面偏振光场中，入射光矢量E 将通过偏振片、模型双折射片和分析片。
光波强度变为I ：
α
ϕ
2sin 2
sin 22
2A I =
A 为常数，α为模型内主应力方向与偏振轴的夹角，ϕ为模型双折射片产生的滞后量。
当光程差为光波波长λ的整数倍时，即
D
=N λ N=0，1，2，……
（3）
产生消光干涉，呈现暗场，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（1）、（2）、（3）可得到
12Nf
h s s -=
（4）
其中
f C l
=
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。
此外，在模型内凡主应力方向与偏振镜轴重合的点，亦形成一暗黑干涉条纹，称为
等倾线，等倾线上各点的主应力方向相同，由等倾线可以确定各点的主应力方向。
当二偏振镜轴分别为垂直水平放置时，对应的为零度等倾线。
（3）受力模型在圆偏振场中的光弹效应
在平面偏光仪的基础上再加使用两块四分之一波片，放置时使其快慢轴相互垂直，Q 的快轴与x 轴成45º，O 与x 轴承-45º放置。
得：2
sin
2
2
ϕ
A I =
其只包含两波的相位差所引起的等差线条纹。
四、实验步骤
纯弯梁实验(测定材料条纹值f)
1、将仪器部置成双正交偏振光场。
2、测量模型尺寸H ，h 并划线。
3、调整加载杠杆使之平衡，根据划线位置将按图2所示安装成纯弯受力形式。
图2 纯弯曲梁模型及加载装置
图3 纯弯曲梁等差线示意图
开启白光光源，对模型施加少许载荷，调整成像系统，使在屏幕上成适宜大上和清晰的
映像，并观察条纹的对称性，若不对称，则调整加载装置直到对称为止。
4、逐级加载，观察等差线的生成和变化特点，找到零级条纹位置及条纹变化规律，用
钉压法判断边界应力符号。
5、在屏幕上用描图纸描绘模型边界线及等差线条纹图示标明级数，记下载荷P 。
五、实验结果及数据处理
1） 已知： P=300N ， h=8.32mm ，H=25.16mm ，2
7
.60-110a =
=24.65mm ；
P '
a
a
L
H
h
模型
2
H '02
H σ'
1
1
22
3
3
4
4
H H '
纯弯曲梁理论应力值：z I My
=σ，12
3hH I z =；
得：3
6hH
Pay
=
σ（P 为载荷，h 为梁厚度，H 为梁高度，a 为支座之间的距离）
2） 由d f n
21-=σσ， 对纯弯曲梁2σ=0；
所以：d
f
n 01=σ，（0f =12.5KN/m ， d=8.32mm ）
3) 等差线图与模型上等差线长度之比为：1:1.948。
测得：等差线条纹总宽度为48.1mm ， 各级条纹距中性层的距离为9.1mm ，8.8mm ，17.2mm ，18.9mm ，
条纹级数（n ） -2 -1 0 1 2 实验值(Mpa) -2.956 -1.564 0 1.513 3.248 距中性面的距离(mm) 8.83 4.67 0 4.52 9.70 理论值(Mpa) -3.005 -1.502 0 1.502 3.005 相对误差 1.6%
4.1%
0.7%
8.1%。