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当代化工研究
eafar
edan
技术应用与研究
透明塑料彩色条纹的班究
★韩烨飞
（南京市第二十九中学江苏210000）
2017.08
摘要：本文主要探究了生活中遗明望科彩色条较现象的产生原固，在实验中先调整自然光照射在透明塑科制品上的入射角，以此找到布偏斯特角，并以市伤斯特角照射具有应力的遗明望料，同时产生双新射，我们将达个过程等价于显色偏振来解释遗明型料望现彩色条纹的原固，再用不同的单色偏振光以市信斯特角照射，以此得到形秋相同但相互之间存在住移偏差的干涉条较，最终解释了资明望料制品上称色条纹的产生原固。
关键词：双折射；应力；造明塑料制品；偏振
中图分类号：T
文献标识码：A
StudyontheColorStripeofTransparentPlastic
HanYefei
(No.29 Middle School of Nanjing City, Jiangsu, 210000)
Abstracf:This paper mainiy explores the catses of the phenomenon of'transparenr plastic color stripe in lijfe. Jn rhe experiment, zhe incidenr angle of nafural light irnadiation on transparenf plastic products was first adjusted to find Bnewsfer angle , and the transpanen plastic with stress was irradiated witht Brewster angle, and rhe birefringence was produced. This process is equivalent to the color of rhe explicit polarization to explain zhe reason of the transparem plastic rendering of color stripes. Using diferent monochromatic polarized lighr to irradiate Brewster angle, the interference fringe with rhe same shape bur the displacemem deviation is obtained. Finally, the reasont of rhe color stripe on ransparenf plastic products is explained
Key words:birefringence: stress; iransparent plastic prodhrcts; polarization.
引言
光是一种十分重要的自然现象，我们能者见这个五额六色、瞬息万变的世界，也正是因为有光的存在。在光学中，双折射是极其重要的一个分支，光的双折射现象在各向异性晶体、液晶等物质中非常常见，其应用也十分广泛，如应用双折射原理制成的起偏器检偏器、普克尔盒、偏报分束器(PBS）、相位延退片等。我们通过改变入射光的入射角、颜色等进行了相应的实验，并最终找到透明塑料制品表面产生彩色条纹的本质：以布儒斯特角入射到塑料表面后在塑料制品内部产生应力双折射现象（SBR，也可称为光弹效应），
这个过程等价于显色偏振。 1.应力双折射
一束光在各向异性晶体中经折射分解成两束偏抵方向
相垂直、折射角不同的光束，这种现象称为双折射。由双折射产生的两束光中，满足折射定律的一条称为导常光（0 光），另一条称为非常光（e光）。o光振动方向垂直于主平面，e光报动方向平行于主平面，
塑料制品在使用注射成型制造并冷却后，应力可以外部施如或“冻结”。当这样的样品放置在两个交叉的偏报器之间时，可以观察到彩色条纹，对一个线性绝缘材料来说，负介电张量的变化与形变量（位移的梯度）有关，可描述为：(c")-Puu其中，Pu为四阶光弹张量，u,为对平衡位置的线性位移，为对笛卡尔坐标u,的微分。对于各向同性介质，上式公式可简化为：4(e");=Pas其中，Pai为光弹（应变）张量P的对称部分，s，为线性应变量。不管是哪一种公式，材料的形变都会导致光学各向异性，这会导致原本光学各向同性的材料呈现双折射现象。虽然对称光弹张量经常被定义为与机械应变有关，但是也可用机械应力来描述光
万方数据
弹效应。应力方向等效于光轴方向。在应力的应用中，光弹材料展示出双折射现象，材料中每个点折射率的大小跟这个点的应力大小直接相关，通过偏光镜分析双折射即可得到最大剪切应力及其方向。
当一束光通过光弹介质时，它的电场分量被分解到两个主应力方向，由于双折射的o光和e光对应于不同的折射率，折射率的不同导致了两束光的相对相位延退，假定一个薄的各向同性样品，相对相位延退可由应力-光学定律给定：-翌c（a-a)，是引入的相位延退，C是应力光学系数，t 是样品厚度，入是真空中光波长，α,和，分别是一阶二阶主应力。当偏振方向不同的o光和e光经过同一个偏振片后，可变为偏振方向与偏振片透振方向相同的两束光，由于两束光频率相同，且存在固定的相位延退，可产生干涉，在塑料
透明制品表面上出现明暗条纹。 2.显色偏振
如图1所示，两块偏振片P，P,之间有一块晶面平行于光轴的晶体，令平行光从第一个偏振片垂直入射，对透过晶体和偏振片的光分别进行分析。设透过P1的光振幅为A，初相为0，偏振片P，P,与晶片光轴的夹角分别为α，β。
P
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图1显色偏振示意图