φωτοελαστικότητα

Φαινόμενο που οφείλεται στις διαταραχές μιας φωτεινής ακτίνας, όταν διασχίζει ένα σώμα που καταπονείται μηχανικά. Η φ. εξαρτάται από το γεγονός ότι ένα οπτικά ισότροπο σώμα, δηλαδή με τις ίδιες οπτικές ιδιότητες, οποιαδήποτε και αν είναι η διεύθυνση του φωτός που προσπίπτει, όταν δεχτεί μηχανικές καταπονήσεις παρουσιάζει κάποια ανισοτροπία, η οποία οφείλεται στη μεταβολή της διάταξης των μορίων του. Mε αυτές τις συνθήκες, αν η ακτίνα που προσπίπτει αποτελείται από γραμμικά πολωμένο φως, δηλαδή από κύματα που πάλλονται σε ένα μόνο επίπεδο, όταν διασχίσει ένα φορτισμένο σώμα παρουσιάζει το φαινόμενο της διπλής διάθλασης, διαχωρίζεται δηλαδή σε δύο, με διαφορετικές ταχύτητες, ακτίνες, τακτική και έκτακτη, πολωμένες γραμμικά σε κάθετες μεταξύ τους διευθύνσεις. Το φαινόμενο, που το ανακάλυψε το 1815 ο Μπριούστερ, έχει σημαντικές τεχνολογικές εφαρμογές στον καθορισμό του τρόπου με τον οποίο κατανέμονται οι εσωτερικές τάσεις σε ένα σώμα που καταπονείται με ορισμένα φορτία. Αυτό συμβαίνει στα δικτυωτά (κάνναβοι) που προορίζονται για ειδικούς σκοπούς, στην κατασκευή στοιχείων μηχανών, στην κατασκευή κτιρίων, προκειμένου να προβλεφθούν τα αποτελέσματα που επιφέρει το άνοιγμα θυρών ή παραθύρων κλπ. Η μελέτη (φωτοελαστικομετρία) πραγματοποιείται με πρότυπα διαφανούς υλικού, που επιτρέπουν την προσεκτική εξέταση των οπτικών ιδιοτήτων. Η χρήση προτύπων δικαιολογείται από το γεγονός ότι οι καταπονήσεις δεν εξαρτώνται από τους συντελεστές ελαστικότητας, δηλαδή από το υλικό για μελέτη, επειδή ούτε η διανομή των εσωτερικών τάσεων εξαρτάται από το υλικό και τα αποτελέσματα είναι δυνατόν να εφαρμοστούν σε οποιοδήποτε υλικό. Στην επίπεδη φ., όταν δηλαδή τα σώματα που εξετάζονται είναι δυνατόν να θεωρηθούν επίπεδες επιφάνειες, επιτυγχάνεται ο καθορισμός της εσωτερικής διανομής σημείο προς σημείο. Στην τρισδιάστατη φ. αυτό δεν είναι δυνατόν, αλλά επιτυγχάνονται εξίσου εξαιρετικά αποτελέσματα στο σύνολο. Τα πρότυπα είναι ισότροπα και κατασκευάζονται από γυαλί ή από ρητίνη. Μια ακτίνα πολωμένου φωτός, όταν διασχίζει ένα παραλληλεπίπεδο από διαφανές και ισότροπο υλικό, παθαίνει, εξαιτίας της διάθλασης, μια μικρή απόκλιση (1). Αν το υλικό αυτό υποβληθεί σε καταπόνηση (στην περίπτωση που εικονίζεται συμπίεση), παρουσιάζει οπτική ανισοτροπία και κατά συνέπεια η προσπίπτουσα ακτίνα διαιρείται (2) σε μια τακτική και σε μια έκτακτη. Από τις εικόνες που σχηματίζουν οι τακτικές και οι έκτακτες ακτίνες σε μια οθόνη ή σε μια φωτογραφική πλάκα (όπως στη φωτογραφία δεξιά) υπολογίζονται οι παραμορφώσεις τις οποίες προκαλούν οι καταπονήσεις στο πρότυπο που εξετάζεται.

* * *

η, Ν

φυσ. ιδιότητα ορισμένων διαφανών υλικών, όπως είναι λ.χ. ορισμένοι τύποι γυαλιού ή πλαστικών, να αποκτούν διπλοδιαθλαστικότητα όταν βρίσκονται υπό μηχανική τάση.

[ΕΤΥΜΟΛ. Αντιδάνεια λ., πρβλ. γαλλ. photoelasticite < φωτ(ο)-* + ελαστικός].