הבדלים בין גרסאות בדף "פוטואלסטיות"

הוסרו 4 בתים ,  לפני 5 שנים
מ
אין תקציר עריכה
מ
[[קובץ:Model PE.jpg|שמאל|ממוזער|400px|תצלום 1 - קורה בתוך פולריסקופ מעגלי]]
'''פוטואלסטיות''' היא שיטה [[פיזיקה|פיזיקלית]] [[אופטיקה|אופטית]] המאפשרת איסוף מידע אודות הפיזור או הפילוג של [[מאמץ (הנדסה)|מאמצים]] ו[[מעוות (הנדסה)|מעוותים]] (עיבורים) במבנה על פני שטחים, בניגוד למדידות נקודתיות באמצעות [[מד עיבור]]. השיטה מסתמכת על כך שבחומרים [[שקיפות (אופטיקה)|שקופים]] מסוימים [[מהירות האור]] ובהתאם גם [[מקדם שבירה|מקדם השבירה]] של האור, תלויים ברמת ה[[מאמץ (הנדסה)|מאמץ]] או ה[[מעוות (הנדסה)|מעוות]] (עיבור). אם המאמץ בכיוונים שונים אינו אחיד, תתקבל '''[[שבירה כפולה]]'''. תחת [[קיטוב|אור מקוטב]] נוצרת [[התאבכות]] בין רכיבים של [[גל]]י האור שהתקדמו במהירות שונה ומתקבלת תמונת פסים. [[אור]] [[לבן]] יוצר פסים בכל צבעי ה[[קשת בענן|קשת]], אור [[מונוכרומטי]] ייצור פסים כהים ובהירים לסירוגין. ככל שהמאמץ בחומר הפוטואלסטי גדול יותר כן גדל מספרם של מחזורי הצבעים. הפוטואלסטיות מיישמת את התופעה הזו לצורך אנליזה ניסויית של [[מאמץ (הנדסה)|מאמצים]] ו[[מעוות (הנדסה)|עיבורים]] וככזו היא כלי חשוב ליישום תורת [[חוזק חומרים]] ומסייעת ל[[תיכון (הנדסה)|תיכון]] מבנה שצורתו ה[[גאומטריה|גאומטרית]] מאפשרת חלוקה טובה יותר של עומסים, וכתוצאה - מבנה עמיד יותר.
 
השם הוא צירוף של המילים ה[[יוונית|יווניות]] פוטו שמשמעה [[אור]] ו[[אלסטיות]].
תופעת ה[[שבירה כפולה|שבירה הכפולה]] והקשר בינה ובין המאמצים והעיבורים נתגלתה לראשונה על ידי ה[[פיזיקאי]] ה[[סקוטלנד|סקוטי]] [[דייוויד ברוסטר]]{{הערה|D. Brewster, Experiments on the depolarization of light as exhibited by various mineral, animal and vegetable bodies with a reference of the phenomena to the general principle of polarization, Phil. Tras. 1815, pp.29-53}}{{הערה|D. Brewster, On the communication of the structure of doubly-refracting crystals to glass, murite of soda, flour spar, and other substances by mechanical compression and dilation, Phil. Tras. 1816, pp.156-178}}.
ממצאיו של ברוסטר היו בסיס לעבודות דומות של [[אוגוסטן ז'אן פרנל]] ושל [[ג'יימס קלארק מקסוול]]{{הערה|Timoshenko s.p., History of Strength of Materials, Dover 1983, p.249, 271, 351 ISBN 0-486-61187-6}}.
החל משנות הארבעים של המאה ה-20 יושם הידע הזה כאמצעי למחקר לפיתוח תורת [[חוזק חומרים]]‏‏{{הערה| Timoshenko S.P. & Googier J.N., Theory of Elasticity, 3rd Ed., Mc-Graw Hill 1970, pp.115, 150-164}}
{{הערה|Den Hartog, Advanced Strength of Materials, McGraw-Hill 1952, p.199}}
{{הערה|Timoshenko S.P. & Woinowsky-Krieger S.,Theory of Plates and Shells, McGraw-Hill 1970, p.362 ISBN 0-07-085820-9}}
 
==הסבר השיטה==
ה[[אור]] הוא [[קרינה אלקטרומגנטית]] בתחום [[אורך גל|אורכי הגל]] 0.4 עד 0.8 [[מיקרון]]. התקדמות האור כרוכה ב[[תנודה]] של ה[[שדה חשמלי|שדה החשמלי]] וה[[שדה מגנטי|שדה המגנטי]], [[וקטור (פיזיקה)|וקטורי]] השדה החשמלי והמגנטי מאונכים לכיוון התקדמות ה[[אור]]האור. בדרך כלל מקורות אור מפיקים תנודות לכל הכיוונים. הכנסת [[מקטב]] בציר התקדמות האור מאפשרת מעבר לרכיב אחד בלבד של התנודה – זה המקביל למישור הקיטוב.
 
היחס בין [[מהירות האור]] בריק c לבין מהירותו ב[[תווך|תוך חומר כלשהו]] <math>n=\frac{c}{V}</math>
המספר N נקרא "סדר הפס" (fringe order)
ערכים לא שלמים של N ניתן למדוד בדרכים הבאות:
# לפי הגוונים האופייניים. בין סדר פס אפס לסדר פס '''1''' מופיעים כל צבעי הקשת, אם כי בהירותם הולכת ונחלשת עם עליית סדר הפס (ראו תצלום 1){{הערה|אבי פן, צילום באור מקוטב כאמצעי לאנליזת חוזק ומבנים בשיטה הפוטואלסטית, עבודת גמר הנדסאי, מכללת קריית-אונו, המגמה לצילום, 1984}}
# מדידה באמצעות לוחית גל מתכווננת (Babinet-Soleil Null Balance Compensator או Wollaston Prism - האחרון שימושי במיוחד בתחום ה[[תת-אדום]])
ס# למדוד על ידי שינוי הכיוון של המקטבים ולוחית הגל (שיטת TARDY)
 
==דגמים פוטואלסטיים==
 
===ציפוי פוטואלסטי===
השיטה הנפוצה ביותר היא ציפוי פוטואלסטי. ציפוי של חומר מתאים מיושם לרוב על מבנה אמיתי או חלק ממנו, ואת המבנה הזה בוחנים באמצעות פולריסקופ החזרה. על המבנה מפעילים עומסים המייצגים את עומסי השרות שלו.
[[קובץ:Eyeglasses PE.JPG|שמאל|ממוזער|250px|תצלום 2 - מאמצים שיוריים בעדשת המשקפיים בגלל חומר פגום והרכבה לא נכונה]]
[[קובץ:Welding PE.jpg|שמאל|ממוזער|300px|תצלום 3 - ריכוז מאמצים הנובע משיטת הריתוך]]
 
 
==יישומים ושימושים==