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平面应力----光学定律 天然的各向异性晶体产生双折射现象，是其固有的特性，故称为永久双折射。如方解石、石英、云母，原来就存在双折射现象就叫做永久双折射。  有些各向同性的透明非晶体材料，例如环氧树脂塑料、玻璃、聚碳酸脂等，在其自然状态时，不会产生双折射现象，但当受有载荷作用时，它就同晶体一样，呈现光学的各向异性，产生双折射现象，而且光轴方向与应力方向重合。 如当一束光线垂直入射到受力的塑料模型上时，光将沿着主应力σ1及σ2方向分解成两束平面偏振光，其振动方向互相垂直，且传播速度不同，当载荷卸去后，双折射现象也即消失，这种现象称为暂时（人工）双折射。 很多晶体的透明材料，例如玻璃、赛璐璐、环氧树脂、聚碳酸脂塑料等，在有应力的情况下，会呈现类似于双折射晶体一样的双折射效应。这种效应随应力的存在而存在，并随应力的消失而消失，这种效应称为暂时双折射效应。它是建立光弹性这门学科的基础。 二、平面应力-光学定律  当平面偏振光垂直射入平面应力模型时，由于模型具有暂时双折射现象，光波即沿模型上射入点的应力主轴方向分解成两束平面偏振光。这两束平面偏振光在模型内部的传播速度不同，故通过模型后就产生了光程差Δ（图中所示）。实验证明，模型上任一点的主应力与折射率有下列关系。 式中 n0为无应力时模型材料的折射率；  n1为模型材料对振动方向为σ1方向的一束平面 偏振光的折射率； n2为模型材料对振动方向为σ2方向的一束平面 偏振光的折射率； A、B为模型材料的绝对应力光学系数。 从上式中消去n0，并令C=A-B，可得式中 C为模型材料的应力光学系数。 由于沿σ1与σ2方向振动的两束平面偏振光在模型内传播的速度V1与V2不同，因此它们通过模型的时间亦不同，分别为其中h为模型的厚度。 当其中一束刚从模型中出来时，另一束已在空气中前进了一段距离Δ，即式中 V为空气中的光速。 Δ为两束平面偏振光以不同速度通过模型后所产生 的光程差。 若以折射率n1、n2来表示，因 代入Δ即可得将 代入上式，可得 这就是平面光弹性实验的平面应力-----光学定律。由上面的公式可见，当模型厚度一定时，任一点的光程差与该点的主应力差成正比。 * * *