Механикалық деформацияланған дененің анизотропиясы

Механикалық деформация кезінде сәуленің қосарлана сыну құбылысын 1813 ж. неміс физигі Зеебек (1770-1931), ашқан және оны егжей-тегжейлі Брюстер (1815) зерттеген. Қандай да бір изотропты мөлдір дене біржақты, мысалы бойымен, сығылған немесе созылған жағдайда, осы бағыт оқшауланады да оптикалық ось ролін атқарады. Осылай деформацияланған дененің оптикалық қасиеттері бірөсті кристалдың қасиеттеріне сәйкес келеді. бағыты бойымен және оған перпендикуляр бағытта жасалатын тербелістерге сәйкес келетін және сыну көрсеткіштерінің бір-бірінен айырмашылығы ең үлкен болады.

Жасанды анизотропияны зерттеу үшін тәжірибе схемасы кристалдардағы сәуленің қосарлана сынуын бақылау кезінде қолданылатын схемамен бірдей (3-сурет); Егер зерттелетін изотропты денені П₁ поляризатор және П₂(А) анализатор арасына орналастырып, оны жарық сәулесінің таралуына перпендикуляр ОО^¢ бағытта механикалық сығатын немесе созатын болсақ, онда дененің анизотропты болғандығына көз жеткізуге болады – қосарлана сәулесынушылық пайда болады. П₁ және П₂ поляризаторлар айқастырылған немесе параллель болғанда және бұлардың өткізу жазықтықтары механикалық деформация бағытымен қайсыбір бұрыш жасап төрғанда (ең жақсысы 45⁰) эффект бәрінен жақсы байқалады.

Сонымен, сәуленің қосарланып сынуын бақылау үшін зерттелетін дене айқастырылған, өткізу жазықтықтары деформация бағытымен 45⁰ бұрыш жасайтын поляризаторлардың аралығына қойылады. Кәдімгі және өзгеше сәулелер -ға перпендикуляр бір бағытта, бірақ әртүрлі жылдамдықпен таралады ( және ), демек олардың сыну көрсеткіштері бірдей болмайды ( ). Деформацияланған денеден өткен кәдімгі және өзгеше сәулелер d фазалар айырымын қабылдайды да жарық эллипстік поляризацияланған болып шығады. Деформация шамасын өзгерткенде осы эллипстік поляризацияланған жарықтың қасиеттері өзгереді.

Тәжірибеге қарағанда анизотропия өлшемі болып табылатын айырмасы кернеу шамасына, яғни аудан бірлігіне келетін күш шамасына пропорционал болады:

n₀-n_e=k₁s, (9)

мұндағы - алынған заттың қасиеттеріне тәуелді коэффициент.

Қалыңдығы зат қабатынан өткен кезде кәдімгі және өзгеше сәулелердің қабылдайтын оптикалық жол айырымы

, (10а)

ал осы сәулелердің фазалар айырымы мынаған тең:

, (10б)

мұндағы - затты сипаттайтын шама. Сыну көрсеткіштерінің айырмасы заттың түріне қарай оң да, теріс те болуы мүмкін.

- денеге түсірілген күш бағытындағы сыну көрсеткіші, ал n₀- сурет жазықтығына және күшке перпендикуляр бағыт бойындағы сыну көрсеткіші. Деформацияланған дене, жоғарыда айтылғандарға байланысты, оптикалық өсі түсірілген күш бағытымен дәл келетін бірөсті кристалға ұқсас болады. Деформацияланған денеден шыққан жарық эллипстік поляризацияланған болатындықтан оны зерттеу үшін компенсатор пайдаланылады.

(10б) өрнек максимумдар мен минимумдардың орнын анықтайды. Жасанды анизотропты дене сыну көрсеткіштерінің айырмасының толқын ұзындығына тәуелділігі салдарынан түрлі түске боялып көрінеді. Боялудың үлестірілуі зат үлгісі ішіндегі кернеудің үлестірілуіне тәуелді болады.

Сәуленің жасанды қосарлана сынуы мөлдір денелердегі деформацияларды зерттеу үшін пайдаланылады. Деформацияны зерттеудің фотосерпімділік әдісі деп аталатын осы әдісі ғылым мен техниканың әртүрлі салаларында кең қолданыс тапқан. Фотосерпімділіктің маңызды қолдануларының қатарына оның оптикалық шыныларды дайындау барысында бұларда пайда болатын кернеулердің үлестірілуін зерттегенде және де қалдық кернеулерді зерттегенде пайдалану жатады.