fotoelastisitet

Fotoelastisitet er det at de optiske egenskapene til et stoff avhenger av elastiske spenninger i stoffet.

Fotoelastisitet kalles også spenningsoptikk. Spesielt brukes navnet i forbindelse med stoffer som blir dobbeltbrytende når de utsettes for mekanisk strekk eller trykk. Ved slike stoffer brukes fotoelastiske undersøkelser for å finne spenningstilstanden.

Også for ugjennomsiktige stoffer brukes den fotoelastiske eller spenningsoptiske metoden, spesielt for å klarlegge spenningsforholdene i maskindeler og deler i bygningskonstruksjoner som har en slik form at spenningen vanskelig lar seg beregne. Man lager da en modell i et gjennomsiktig stoff og utsetter den for tilsvarende belastninger. Stoffet som modellen lages av, må være elastisk, homogent og optisk isotropt i spenningsfri tilstand. Vanlig brukt er akrylplast, celluloid eller forskjellige andre plast og vanlig glass. Modellen betraktes gjennom et polariskop, hvor den treffes av lys som først har gått gjennom en polarisator og en kvartsbølgeplate slik at det er blitt sirkulært polarisert. Når slikt lys går gjennom et dobbeltbrytende stoff, blir det elliptisk polarisert og vil da, avhengig av polarisasjonsgraden, delvis eller helt stoppes av en ny kvartbølgeplate og polarisator. Når modellen til slutt avbildes på en skjerm og det oppstår skyggebilder, viser disse at stoffet er dobbeltbrytende på enkelte steder og altså er utsatt for spenninger.

Hvis man bruker hvitt istedenfor monokromatisk lys, vil lys med forskjellige bølgelengder polariseres forskjellig, og det danner seg vakre fargebilder på skjermen. Et eksempel på dette vises i figuren. Ved undersøkelser av mer kompliserte former belastes modellen i varm tilstand og «fryses». Ved å kutte opp modellen i skiver kan så den indre spenningstilstand analyseres på vanlig måte.

Sir David Brewster påviste metoden ved hjelp av glassmodeller i 1816, mens sammenhengen mellom de fargemønstrene som fremkom og de rent analytiske løsningene av problemene ble oppdaget 50 år senere av James Clerk Maxwell.