光弹性实验汇总

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。

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。

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。

光弹实验报告范文一、实验目的：1.通过实验观察光弹在空气中的运动规律。

2.测量光弹的实际发射速度。

3.了解光弹的形态特征。

二、实验原理：光弹是一种轻型的抛射物，主要由光能产生的气体压力驱动。

当光弹从枪口发射出去时，由于光弹轻巧，其转动惯量相对较小，因此可以忽略不计。

光弹的发射速度主要由光能的转化效率决定。

三、实验材料与仪器：1.光弹枪：用于发射光弹；2. 光弹：实验中使用的光弹为直径为10mm，质量为0.1g的圆柱形；3.光电探测器：用于测量光弹的实际发射速度。

四、实验步骤：1.将光弹装入光弹枪，并调整光弹枪的角度和弹压，使得光弹能够飞出实验区域；2.将光电探测器放置在实验区域的一侧，并调整其位置，使得光弹飞出后能够被光电探测器接收到；3.准备好计时器，并将其置于实验区域的另一侧；4.开始实验，观察光弹的发射及飞行过程，并通过计时器测量光弹从发射到被光电探测器接收的时间。

五、实验结果与分析：根据实验所得数据，我们可以计算出光弹的实际发射速度。

假设光弹的飞行距离为d，时间为t，则光弹的实际发射速度V可以通过V=d/t计算得出。

同时，通过观察实验过程中光弹的形态特征，我们可以了解光弹的飞行轨迹和旋转情况。

光弹在空气中飞行时，由于空气阻力的存在，其飞行轨迹会逐渐偏离直线，并且受到旋转力矩的作用，光弹会呈现出旋转运动。

六、实验结论：1.光弹的实际发射速度与光弹的飞行距离和时间相关，通过计算可以得到准确的数值。

2.光弹在空气中飞行时呈现出旋转运动，其轨迹逐渐偏离直线。

七、实验总结：通过本次实验，我们观察了光弹在空气中的运动规律，并测量了光弹的实际发射速度。

实验结果与理论预期相符，实验目的顺利完成。

通过实验，我们对光弹的形态特征有了更加深入的了解，对光弹在实际应用中的运用具有一定的参考价值。

同时，在实验中我们也发现了一些不足之处，例如实验过程中光电探测器的位置调整不够精确，可能会对实验结果产生一些误差。

因此，在今后的实验中，我们需要更加仔细地进行实验准备和设备调整，以提高实验的准确性。

平面光弹性实验一：实验目的（1）学会绘制等倾线图。

（2）用剪应力差法计算标准模型中某一截面上的应力分布。

二：实验步骤（1）安装好数码光弹仪。

（2）调整好光弹仪各镜轴位置，使之成为正交平面偏振布置。

（3）调整加载架，安装标准试件。

（4）按一定角度间隔小心旋转加载架，观察等倾线图。

（5）绘制等倾线图，安装标准试件。

（6）调整光弹仪各镜轴位置，在双正交圆偏振布置下绘制等差线图，并确定条纹级数。

三：数据分析1：绘制剪应力图。

第一步先跟据不同角度拍摄的图片，帮等倾线画出来。

由于对径受压圆环对称轴是两条等倾线，我选这两条等倾线为坐标轴，我采取的方式是将在白光照射时应力很小时的图片都放在ps中，将所有的图片都旋转到同一个角度（由于做实验的时候模型在旋转），之后根据不同图片等倾线直接绘制等倾线图。

2：根据剪应力差法计算一截面上的应力分布。

在圆偏振布置红色光线照射下的图片上选取线OK作为要计算的截面，在OK 上等距的选取六个等分点从左到右分别为0，1，2，3，4，5，6填入下面剪应力差法计算表格第一列，再选取俩辅助截面AB，CD，与OK的距离都是dy/2。

其中dx/dy=2，且将AB，CD也5等分，如下图所示。

有上面等差线和等倾线条纹图，测量OK，AB，CD截面上各分点的等差线条纹级数N和等倾线角度θ。

不过θ是σ1与x轴的夹角还是σ2与x轴的夹角还是待定，不过由于竖直的等倾线上点θ=0.水平θ=90，则很容易判断θ的大小。

τxy=Nfsin2θ/2h这里f是需要通过计算得到。

Δσ=σ1-σ2=Nf/h，其中圆盘中心的的应力为Δσ=σ1-σ2=8P/（πDh）则f=8P/（πDN），其中N=3.2（红光入射），P=，D=50mm，则f=25000 N/m 通过上面公式就可以计算截面和参考面的τxy。

之后就是计算σx 和σy。

根据（σx）i=（σx）i-1-Δτxy|ii-1Δx/Δy可以算出截面每一点的σx，之后再根据σy =σx-Nfcos2θ/h则σy可以算得四：误差分析本实验由于测量精度不是很高，导致实验数据误差可能很大。

光弹性效应实验报告实验原理：1. 光弹性效应：有些光学介质在自然状态下没有双折射性质，但当受到机械力作用时，出现双折射现象，应力解除后现象随之消失，这种现象称为光弹性效应。

把具有明显光弹性效应的物质称为光敏物质，其他称为非光敏物质。

在实际应用中，可以用光敏物质做成与待分析部件相似的模型，按部件实际受力情况施加相应的应力。

模型的各受力点产生相应的双折射，即o光与e光折射率n o与n e不同，各点折射率差与改点内应力成正比，即n o-n e=kςK为常数。

利用此原理制成的仪器称为光弹仪。

2.全息光弹法全息光弹法是利用全息干涉原理研究光弹性效应的技术。

光路图如图4-1-1在一个全息照相用的防震台上，让激光束经分束镜分为两束。

一束经扩束镜，准光镜成为平行光，再通过偏振片和四分之一波片成为圆偏振光，经毛玻璃散射后照射待测模型，透过模型投射于全息干板上，这束光称为物光；另一束光经另一套扩束镜，准光镜，偏振片和四分之一波片，成为一束圆偏振光的平行光束，直接投射于全息干板上。

物光与参考光须同时左旋或右旋的圆偏振光。

在模型未加外力时，让物光和参考光同时投射于全息干板上做第一次曝光，记录一次全息条纹；然后给模型加上适当应力，在做第二次曝光。

经两次曝光记录了两套干涉条纹的全息干板显影，定影后，成为全息图。

放回拍摄的位置，撤去实验模型，遮掉物光，以参考光束照射全息图。

迎着原物光方向看，可看到原模型位置有一个所用实验模型的立体虚像，透过望远镜可看到虚像中有明暗相间的干涉条纹。

以ς1表示模型受力最大方向的应力，ς2表示受力最小方向的应力，称ς1与ς2为主应力。

由于沿一个干涉条纹各点有相同的主应力和（ς1+ς2），称此条纹为等和线。

二次曝光法适用于非光敏物质，用于观察等和线。

一次曝光法光路同上，只是在模型未加外力时不曝光，仅在给模型加好外力后作一次曝光，只记录一次全息条纹。

显影定影后放回原位用参考光照明，可用望远镜在模型虚像中看到另一组干涉条纹。

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过动态光弹性法研究弹性体在动态载荷作用下的应力和应力波传播规律，验证理论分析的正确性，并探讨动态光弹性方法在工程中的应用价值。

二、实验原理动态光弹性法是实验应力分析的一种方法，通过在弹性体表面涂覆光弹性材料，利用光的偏振和干涉现象来观测应力分布。

当弹性体受到动态载荷作用时，光弹性材料会发生变形，导致光的传播路径和偏振状态发生变化，从而产生干涉条纹。

通过分析干涉条纹的形状和分布，可以确定弹性体内的应力状态。

三、实验设备1. 动态光弹性实验装置：包括光源、光弹性材料、样品架、加载装置等。

2. 高速摄影系统：用于记录动态过程中的干涉条纹。

3. 图像处理软件：用于分析干涉条纹。

四、实验步骤1. 准备工作：将光弹性材料涂覆在弹性体表面，设置实验参数，包括光源波长、加载速度等。

2. 加载过程：对弹性体施加动态载荷，记录不同时刻的干涉条纹图像。

3. 数据处理：利用图像处理软件分析干涉条纹，计算应力分布。

五、实验结果与分析1. 实验现象：在动态载荷作用下，弹性体表面出现明显的干涉条纹，条纹分布随着时间变化而变化。

2. 应力分布：通过分析干涉条纹，可以得到弹性体内的应力分布。

结果表明，应力主要集中在弹性体表面和内部裂纹附近。

3. 应力波传播：随着动态载荷的施加，应力波在弹性体内部传播，导致干涉条纹的移动和变化。

通过分析条纹的移动速度和方向，可以确定应力波的传播规律。

六、结论1. 动态光弹性法可以有效研究弹性体在动态载荷作用下的应力和应力波传播规律。

2. 实验结果与理论分析基本一致，验证了理论分析的正确性。

3. 动态光弹性方法在工程中具有广泛的应用价值，可用于预测和分析结构在动态载荷作用下的性能。

七、讨论1. 实验过程中，加载速度对干涉条纹的清晰度和应力分布的准确性有较大影响。

在实际应用中，应根据具体情况选择合适的加载速度。

2. 光弹性材料的选用对实验结果也有较大影响。

应选择具有良好光弹性能的材料，以保证实验结果的准确性。

一、实验目的1. 了解光弹性效应的基本原理；2. 掌握光弹性效应实验的方法和步骤；3. 分析光弹性效应在不同材料中的表现；4. 提高对光学测试技术的认识。

二、实验原理光弹性效应是指当透明材料受到应力作用时，其光学性质发生改变的现象。

这种现象可以通过偏振光来观察。

当材料受到拉伸或压缩应力时，其折射率会发生变化，从而导致光波在材料中传播速度的改变，进而影响偏振光的传播方向。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器：光弹性效应测试仪、显微镜、偏振片、透明材料（如玻璃、塑料等）、样品夹具；2. 实验材料：透明材料样品。

四、实验步骤1. 准备实验材料：将透明材料样品切割成所需尺寸，并清洗干净；2. 安装样品：将样品放入样品夹具中，确保样品表面平整；3. 连接仪器：将光弹性效应测试仪与显微镜连接，调节仪器至最佳状态；4. 选择偏振片：根据实验要求选择合适的偏振片；5. 观察现象：开启测试仪，观察偏振光在透明材料中的传播情况，记录现象；6. 分析结果：根据观察到的现象，分析光弹性效应在不同材料中的表现；7. 实验数据整理：整理实验数据，绘制实验曲线。

五、实验结果与分析1. 实验结果：（1）当透明材料受到拉伸应力时，其折射率减小，光波传播速度变快，偏振光传播方向发生改变；（2）当透明材料受到压缩应力时，其折射率增大，光波传播速度变慢，偏振光传播方向发生改变；（3）不同材料的应力-折射率关系不同，表现出不同的光弹性效应。

2. 实验分析：（1）光弹性效应是材料受到应力作用时，其光学性质发生改变的现象；（2）通过观察偏振光在透明材料中的传播情况，可以判断材料受到的应力类型和大小；（3）光弹性效应在工程领域有广泛的应用，如材料力学性能测试、光学器件设计等。

六、实验总结本次实验通过观察光弹性效应在不同材料中的表现，掌握了光弹性效应实验的方法和步骤。

实验结果表明，光弹性效应在工程领域有广泛的应用前景。

在今后的学习和工作中，我们将进一步深入研究光弹性效应，为相关领域的发展做出贡献。

最新光弹实验报告
光弹实验是为了研究光的传播、反射、折射以及其与其他物质相互作用的物理现象。

本次实验的主要目的是验证光弹理论，并探究光弹在不同介质中的行为特性。

实验材料：
1. 激光发射器
2. 多种介质样本（例如：空气、水、玻璃）
3. 高速摄像机
4. 测量尺
5. 数据分析软件
实验步骤：
1. 准备实验材料，确保激光发射器工作正常，高速摄像机设置正确。

2. 在实验室中设置好激光发射器，调整至适当功率。

3. 将激光发射器对准第一种介质（空气），使用高速摄像机记录光弹的传播过程。

4. 重复步骤3，更换不同介质样本（水、玻璃等），并记录数据。

5. 对收集到的视频数据进行分析，测量光弹在各种介质中的传播速度和路径变化。

6. 将实验数据与光弹理论进行对比，验证理论的准确性。

7. 分析不同介质对光弹行为的影响，总结实验结果。

实验结果：
实验数据显示，在空气介质中，光弹的传播速度接近光速，与理论预测相符。

在水中，光弹的传播速度略有降低，这与水的折射率有关。

在玻璃介质中，光弹的传播速度进一步降低，这与玻璃的光学特性有关。

通过对比不同介质中光弹的传播特性，我们能够更深入地理解光
的物理行为。

结论：
本次光弹实验成功验证了光弹理论，并揭示了不同介质对光弹传播行为的影响。

实验结果表明，光弹在不同介质中的传播速度和路径会发生变化，这些变化与介质的光学特性密切相关。

这一发现对于光学研究和相关技术应用具有重要意义。

光弹性实验实验讲课提纲一、自然光与平面偏振光（一）自然光我们日常所见的光源，如太阳和白炽灯，所发出的光波是由无数个互不相干的波组成的，在垂直于光波传播方向的平面内，这些波的振动方向可取任何可能的振动方向，没有一个方向较其他方向更占优势。

也就是说，在所有可能的方向上，振幅都是相等的。

这种光称为自然光。

（二）平面偏振光如光波在垂直于传播方向的平面内只在某一个方向上振动，且光波沿传播方向上所有点的振动均在同一平面内，则此种光波称为平面偏振光。

二、光弹性实验原理将具有双折射性能的透明塑料，制成与零件形状几何相似的模型，使模型受力情况与零件的载荷相似。

平面偏振光透过受有外力作用的模型时，分解成两束相互垂直的偏振光，分别在两个主平面上振动，且传播速度不等，其结果从模型上每一点透出的振动方向相互垂直的两个光波间产生光程差。

如果再使它通过偏振镜，则产生光的干涉现象，得到等倾线和等差线两种干涉条纹。

由等倾线可以求得主应力方向，由等差线可以求得主应力差σ1-σ2，再配合其他方法则可以求解出模型上一点的主应力σ1和σ2。

根据模型相似理论可以由模型应力换算求得真实零件上的应力。

三、光弹性实验装置（一）光弹仪的基本构造光弹仪由光源、准直透镜、起偏振镜、1/4波片、加载架、1/4波片、检偏振镜、视场透镜、屏幕或相机等部件组成。

（二）光弹仪的调整1.平面偏振光场（1）正交平面偏振光场（暗场）；（2）平行平面偏振光场（亮场）。

2.圆偏振光场（1）双正交圆偏振光场（暗场）；（2）平行圆偏振光场（亮场）。

四、等倾线与等差线设光源发出的单色光波为u1=aSinωt在正交平面偏振光场中，此单色光波经起偏镜，受力模型，再经检偏镜射出后，成为ｕ2=aSin(2ψ)Sin(π△/λ)Cos(ωt+π△/λ)其光强为I=K[aSin(2ψ)Sin(π△/λ)]2使I=0的第一种情况是Sin2ψ=0，即ψ=0，或ψ=π/2。

ψ=0，或ψ=π/2表示该点应力主轴方向与偏振轴方向重合。

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，此光程差与模型的厚度h 及主应力差(D )成正比，即12s s -(7-1)12()Ch s s D =-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=Nλ N =0，1，2，…… (7-2)D 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(7-3)12Nf h s s -=其中称为材料条纹值。

由此可知，等差线上各点的主应力差相同，对应f C l =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即得到等倾线，其上各点主应力方向与基线夹o 10o 10角为，其他依此类推。

一、实验目的1. 理解光弹效应的基本原理。

2. 掌握光弹效应实验的操作步骤。

3. 通过实验观察和记录应力与折射率之间的关系。

4. 分析光弹效应在工程中的应用。

二、实验原理光弹效应，又称应力双折射效应，是指介质在受到外力作用时，其折射率发生变化的现象。

当一束单色光通过受力的有机玻璃材料时，由于应力场的存在，光在材料中的传播路径会发生改变，从而导致光束的偏振方向发生变化。

通过观察和分析这种现象，可以研究材料内部的应力分布。

三、实验仪器与材料1. 有机玻璃材料2. 平行光源3. 起偏器4. 检偏器5. 紫外线灯6. 加力装置7. 测量工具（如游标卡尺、螺旋测微器等）8. 记录本和笔四、实验步骤1. 准备实验装置，将有机玻璃材料放置在加力装置上。

2. 调整光源，使平行光束垂直照射到有机玻璃材料上。

3. 使用起偏器使光束成为线偏振光，并使其通过有机玻璃材料。

4. 在有机玻璃材料上施加应力，观察并记录光束通过材料后的偏振状态。

5. 使用检偏器检测偏振光的变化，记录相应的角度和应力值。

6. 重复步骤4和5，改变应力大小，观察并记录不同应力下的光弹效应。

7. 分析实验数据，绘制应力与折射率之间的关系曲线。

五、实验结果与分析1. 实验过程中，当有机玻璃材料受到应力时，光束通过材料后的偏振方向发生了变化。

2. 随着应力增大，光束的偏振方向变化角度也随之增大。

3. 实验结果与理论分析基本一致，验证了光弹效应的存在。

六、讨论与总结1. 光弹效应是研究材料内部应力分布的重要手段，在工程领域具有广泛的应用。

2. 通过本实验，我们了解了光弹效应的基本原理，掌握了实验操作步骤，并观察到了应力与折射率之间的关系。

3. 实验过程中，应严格控制实验条件，确保实验结果的准确性。

4. 在实际应用中，光弹效应可以用于无损检测、材料力学性能研究等领域。

七、参考文献[1] 王金生. 材料光弹效应[M]. 北京：科学出版社，2010.[2] 张永强. 光弹效应实验研究[J]. 激光与光电子学进展，2013，50（3）：1-4.[3] 刘汉生，李永刚. 光弹效应在工程中的应用[J]. 材料导报，2012，26（10）：100-103.。

光弹性效应实验报告【实验目的】了解光弹性效应，了解全息干涉原理在测量物体内部应力分布中的应用【实验仪器】氦氖激光器分束镜反光镜*2 扩束镜*2 准光镜*2 偏振片*2 四分之一玻片*2 毛玻璃环氧树脂样品全息底片显影液定影液清水【实验原理】在自然情况下各向同性的介质在外加应力的情况下出现短暂的双折射效应，当应力解除之后双折射效应消失，称之为光弹性效应。

具有明显光弹性效应的物质（比如环氧树脂）被称为光敏物质，相对的光弹性效应微弱的物质称之为非光敏物质。

定量的来说，光敏物质由于光弹性效应而产生的双折射效应满足以下公式O光的折射率和e光的折射率之差和外加应力成正比，k为比例系数。

全息光弹法是一种研究光弹性效应的方法，基于全息干涉原理。

本实验中利用的是两束相干的圆偏光进行干涉，从而在全息干板上记录样品的光弹性信息。

普通的全息照相相干的两束光只是需要有同方向的偏振分量即可。

实验中为了记录光弹性的信息（即折射率之差和外加应力成正比）所以需要采用圆偏光。

等差线和等和线指的是全息光弹法中最后观察到的干涉条纹。

等和线是在非光敏物质样品情况下观察到的，值得是同一条干涉条纹上各点的主应力之和相同。

同样，在光敏物质样品的情况下可以观察到等差线，即同一条干涉条纹上主应力之差相同。

（主应力分别指模型受力最大和最小的方向的应力）等差线和等和线产生的原因可以从最后的全息照相光强表达式中看出在整个公式推导中定义了如下物理量变量为主应力之和，主应力之差，其余为常量。

这是非光敏物质的光强分布可以看到光强决定于，当此物理量取特定值，分别产生亮条纹和暗条纹，而其值从定义中可以看出由主应力之和决定。

即同一条条纹上的主应力之和相同。

同理由光敏物质的光强分布可以看出等差线的来源。

【实验步骤】实验光路图从分束镜开始到全息胶片的光程为212.50cm。

1.利用分光镜中间的分束片进行分光，这样基本可以达到参考光和物光的比例为5:1。

2.摆放两面反射镜，使得两束光的光程差相等（误差小于1cm）。