|
|
Темы научных работ на ФИЗЛЭШ
Исследование упругих свойств твердых тел поляризационно-оптическим методом
В технике постоянно существует потребность в исследовании упругих и прочностных свойств твердых тел, но это не всегда бывает просто и удобно сделать с высокой точностью. Здесь хорошую службу могут сослужить оптические методы наблюдения деформаций в твердых телах. Так, по изменению состояния поляризации света, проходящего через прозрачный объект, можно измерять механические напряжения, возникающие в нем.
Цель работы
Целью настоящей работы является разработка метода измерений упругих и прочностных свойств твердых тел, как прозрачных, так и непрозрачных, поляризационно-оптическим методом.
Методика
В работе используется установка - полярископ, схема которой изображена на рисунке1. Свет от лазера [Л] пропускается через обьектив [О], на выходе из которого получается параллельный пучок света. После этого свет проходит через поляризатор [П], при этом поляризация света становится плоской. Затем свет пропускается через прозрачный исследуемый образец [ИО], где состояние его поляризации некоторым образом изменяется. После этого волна, проходя через анализатор [А], скрещенный с поляризатором [П], попадает в фотодатчик [ФД]. Напряжение, возникающее на фотодатчике, измеряется с помощью электронного вольтметра.
 |  | | Рис. 1: Экспериментальная установка - полярископ.
| Рис.2 Установка для создания механических напряжений.
|
|
Для проведения измерений деформаций и создания механических напряжений используется струбцина c измеренным шагом резьбы, на которую была нанесена шкала углов. Кубик, изготовленный из смеси эпоксидной смолы марки ЭДП с ацетоном, располагается последовательно с исследуемым образцом (рис.2), таким образом, напряжение в образце и в кубике из эпоксидки одинаковы. Напряжение же в прозрачном кубике может быть измерено с помощью полярископа. Калибровка прибора (зависимость между механическим напряжением и величиной двулучепреломления в кубике эпоксидной смолы) проводилась с помощью резины с известным модулем Юнга.
Методическая ценность работы (Чем полезна задача в учебном плане)
Школьник знакомится с явлениями оптического двулучепреломления, фотоупругости, приобретает опыт проведения эксперимента и обработки его результатов.
Результаты , полученные на ФИЗЛЭШ 2002
На Летней школы были проведены измерения зависимости двулучепреломления от величин деформации и механического напряжения, измерены модули Юнга оргалита, пластика, напряжение слома стекла, коэффициенты фотоупругости пластика и эпоксидной смолы.
По результатам деятельности были подготовлены тексты работ и тезисы докладов к конференциям "Шаг в будущее", "Юнистарт 2003", "Старт в науку 2003" и др. (Соловейчик И., науч. рук. Сызранов С.В.).
|
Назад к списку работ
|
|
|
