| فوتوالاستیسه به عنوان اساس یک فن برای مطالعه تنش‌ها در ساختار‌های مکانیکی شفاف و کدر بکار می‌رود. چنانچه حبابهای هوا در شیشه در حین ساختن آن کاملا از بین نرود یا در نصب آن بی دقتی شود، خواه به عنوان شیشه اتومبیل بکار رفته باشد یا به عنوان عدسی تلسکوپ ، تنش داخلی در آن ظاهر خواهد شد. و می‌توان آن را به آسانی آشکارسازی کرد. این پدیده به نامهای مختلف نظیر روشکستی مکانیکی ، فوتوالاستیسه یا روشکست تنشی مشهور است. |
تاریخچه
فوتوالاستیسه در سال 1816__1191 توسط
سر دیوید بروستر کشف شد. وی دریافت که مواد شفاف همسانگرد معمولی را می‌توان با
عمل تنش مکانکی از نظر نوری ناهمسانگرد کرد.
اثر تنش مکانیکی بلور همسانگرد
وقتی که
بلور همسانگرد تحت تاثیر تنش مکانیکی قرار می‌گیرد، به علت تراکم یا انبساط به ترتیب خواص یک بلور تک محور منفی (سرعت حرکت در راستایی که بروز
قطبش میدان الکتریکی موازی با محور نوری بزرگتر از سرعت حرکت در راستایی که بردار قطبش میدان الکتریکی عمود بر
محور نوری است) یا تک محور مثبت (برعکس حالت قبل) به خود می‌گیرد. در هر یک از این دو حالت محور نوری موثر در امتداد تنش و
دو شکستی القا شده با تنش متناسب است.
آشکارسازی تنش‌های داخلی
اطلاعات مربوط به کرنش سطحی روی
اجسام کدر را می‌توان با قرار دادن روکش‌های فتوالاستیک در قسمت‌های مورد مطالعه بدست آورد. بطور متداولتر یک مدل قیاسی شفاف از قسمت مورد نظر را از ماده‌ای که از نظر نوری حساس به تنش است، نظیر
اپوکسی گلیتپول ، با
رزینهای پلی‌استر می‌سازند. پس این مدل را تحت اثر نیروهایی قرار می‌دهند، که مولفه واقعی به هنگام استفاده ، به آن وارد می‌کنند. چون دو شکست از نقطه‌ای به نقطه دیگر در روی سطح این مدل تغییر می‌کند، وقتی که بین قطبش‌گرهای متقاطع قرار می‌گیرد، یک نقش فریز پیچیده رنگارنگ وجود آتش‌های داخلی را آشکار خواهد کرد.
نواحی تکفام
تنش‌های اصلی و همچنین اختلاف تنش بین دو نقطه از یک ناحیه به ناحیه دیگر تغییر می‌کند. تحت
تابش نور سفید مکان هندسی کلیه نقاط روی نمونه که اختلاف تنش بین آنها مقدار ثابتی است، نواحی تکفام نامیده می‌شوند. هرکدام از این نواحی به یک رنگ خاص مربوط می‌شوند. آنچه که روی این فریزهای رنگین برهم نهاده شده‌اند، مجموعه‌ای از نوارهای سیاه جداگانه خواهد بود.
نتیجه
وجود تنش در
ساختار مکانیکی مواد شفاف ایجاد منظره‌های زیبایی می‌کند، که با نگریستن به این فریزها می‌توان این منظره‌ها را به چشم دید. علاوه بر این ، نقشه‌ای کیفی از تنش می‌توان تهیه کرد و آن را به عنوان اساس محاسبات کمی بکار برد.
مباحث مرتبط با عنوان