偏振光實驗報告-文庫吧
2025-07-05 09:41 本頁面
【正文】 C，可計算出該物質(zhì)的旋光率；同樣，也可以測量旋光性溶液的旋光度θ，確定溶液的濃度C。旋光性物質(zhì)還有右旋和左旋之分。當(dāng)面對光射來方向觀察，如果振動面按順時針方向旋轉(zhuǎn)，則稱右旋物質(zhì)；如果振動面向逆時針方向旋轉(zhuǎn)，稱左旋物質(zhì)。測量葡萄糖水溶液的濃度將已經(jīng)配置好的裝有不同的容積克濃度(單位：g/100mL)的葡萄糖。水溶液的樣品管放到樣品架上，測出不同濃度C下旋光度值。并同時記錄測量環(huán)境溫度和記錄激光波長葡萄糖水溶液的濃度配制成C0、C0/C0/C0/8，0(純水，濃度為零)，共5種試樣，濃度C0取30%左右為宜。分別將不用濃度溶液注入相同長度的樣品試管中。測量不同濃度樣品的旋光度(多次測量取平均)。用最小二乘法對旋光度、溶液濃度進行直線擬合(可以將C0作為1個單位考慮)，計算出葡萄糖的旋光率。也可以以溶液濃度為橫坐標，旋光度為縱坐標，繪出葡萄糖溶液的旋光直線，由此直線斜率代入公式(52)，求得葡萄糖的旋光率。 數(shù)據(jù)記錄及處理圖形：實驗4. 光彈效應(yīng)光彈性試驗是應(yīng)用光學(xué)方法研究受力構(gòu)件中應(yīng)力分布情況的試驗，在光測彈性儀上進行，先用具有雙折射性能的透明材料制成和實際構(gòu)件形狀相似的模型，受力后，以偏振光透過模型，由于應(yīng)力的存在，產(chǎn)生光的暫時雙折射現(xiàn)象，再透過分析鏡后產(chǎn)生光的干涉，在屏幕上顯示出具有明暗條紋的映象，根據(jù)它即可推算出構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力分布情況，所以這種方法對形狀復(fù)雜的構(gòu)件尤為適用。光彈性實驗方法是一種光學(xué)的應(yīng)力測量方法，因為測量是全域性的，所以具有直觀性強，能有效而準確地確定受力模型各點的主應(yīng)力差和主應(yīng)力方向，并能計算出各點的主應(yīng)力數(shù)值。尤其對構(gòu)件應(yīng)力集中系數(shù)的確定，光彈性試驗法顯得特別方便和有效。 工程實際中有很多構(gòu)件，例如工業(yè)中的各種機器零件，它們的形狀很不規(guī)則，載荷情況也很復(fù)雜，對這些構(gòu)件的應(yīng)力進行理論分析有時非常困難，往往需要實驗的方法來解決，光彈性試驗就是其中比較直觀有效的一種解決方法。實驗原理 光彈性試驗是應(yīng)用光學(xué)方法研究受力構(gòu)件中應(yīng)力分布情況的試驗，在光測彈性儀上進行，先用具有雙折射性能的透明材料制成和實際構(gòu)件形狀相似的模型，受力后，以偏振光透過模型，由于應(yīng)力的存在，產(chǎn)生光的暫時雙折射現(xiàn)象，再透過分析鏡后產(chǎn)生光的干涉，在屏幕上顯示出具有明暗條紋的映象，根據(jù)它即可推算出構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力分布情況，所以這種方法對形狀復(fù)雜的構(gòu)件尤為適用。圖1 光彈性試驗的光學(xué)效應(yīng)示意圖如圖1所示，自然光通過偏振器成為平面偏振光（在A1平面中），平面偏振光垂直地射在模型上某一O點，如果模型未受力，則光線通過后并無改變，但如果O點有應(yīng)力，這時將出現(xiàn)暫時雙折射現(xiàn)象，如果圖O點的二個主應(yīng)力和方向已知，則平面偏振光通過受力模型O點后，分解成二個與及方向一致的平面偏振光，二者之間產(chǎn)生一光程差δ，光程差與主應(yīng)力差（）及模型厚度t成正比，即：式中k為光學(xué)常數(shù)，與模型材料及光的性質(zhì)有關(guān)。分解了的二束光線通過分析器后重新在BB平面內(nèi)振動，這樣就產(chǎn)生光的于涉現(xiàn)象。 我們知道由分析器出來的光線強度其中λ為光的波長，I為偏振器與模型間偏振光的強度，α為偏振平面A1與主應(yīng)力的夾角。由上式可見，光強I為零時有以下四種情況： ① I=0，這與實際情況不符，因為只有在無光源時I才會是零。② δ=0，由公式可知（）=0，即=，符合這些條件的點稱為各向同性點。如果==0則稱為零應(yīng)力點，這種點在模型上皆為黑點（因為光強等于零），例如純彎曲梁上中性軸上各點==0，故模型中性層處為一條黑線。 ③sin(2α)=0，即α=n/2(n=0,1,2,3……)這說明模型上某點主應(yīng)力方向與偏振鏡光軸重合，模型上也呈黑點，這類黑點構(gòu)成的連續(xù)黑線稱為等傾線，等傾線上各點的主應(yīng)力方向都相同，而且偏振鏡光軸的方向也就是主應(yīng)力的方向。④，以公式代人，則，于是可得圖 2 圓偏振光場示意圖 (n=0,1,2,3……)上式表明，當(dāng)模型中某點的主應(yīng)力差值為f/t的整數(shù)倍時，則此點在模型上呈黑點，當(dāng)主應(yīng)力差為f/t的某同一整數(shù)倍的各個暗點，構(gòu)成連續(xù)的黑線稱
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