光弾性　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（担当；　服部）

　目的　透明な弾性体に外力を加えると、その歪みによって応力を生じ光学的性質

が一時的に変化して複屈折性を示す。この光弾性といわれる現象に親しむと共に、

その応用として、外力を受けた弾性体の内部に生ずる応力の分布状態を調べる。　

　実験課題　（１）歪み状態にあるプラスチック試料の色彩縞模様から応力の集中

している部分を見い出す。（２）種々の形態の試料について内部歪み分布を観察し

それらを比較検討する。　

　原理　透明物体を歪み状態において偏光を当てると、複屈折現象によって二つの

偏光に分解される。それら分解された偏光が互いに干渉して縞模様が現われる。

このとき複屈折の度合は透明体に生じている応力と密接な関係がある。

歪み状態下の試料を二枚の偏光板（前方を偏光子、後方を検光子という）の間に置き、

光を入射させる。光源から出た光は自然光であるが、偏光子を通過することによって、

偏光が得られる。この偏光した光を透明試料に入射させ、検光子を通してみると試料 に

等色線が現われる。

試料内の場所によって応力差が異なると、等色線の様子は周期的な色彩模様を呈する。

（ただし単色光源の場合は明暗の縞模様となる。）

この等色線が密な所は応力分布の変化が激しくその付近に応力集中があると見られる。

縞模様はこのように応力の分布状態を与える。

　使用器具　光弾性装置，　透明試料（エポキシ樹脂），　ノギス，　巻尺

　測定方法

（１）光弾性装置の荷重台におもりを何も載せていない状態でもって、

てこの腕がほぼ釣り合うようにバランスおもりの位置を調節する。

実際に試料に加わる荷重Ｗは、おもりの重さＭそのものではない。

すなわち　てこの原理より

Ｗ＝Ｌ_ＭＭ／Ｌ_Ｗ

となる。ただし　Ｌ_Ｍは支点からおもりの荷重位置までの距離、

Ｌ_Ｗは支点から試料の荷重位置までの距離である。

（２）長方形型の試料の場合は指定された付属の支持金具を用いて、

荷重を加える。

このとき現われる色彩縞模様（等色線）をグラフ用紙にスケッチする。

（注）赤から青に変わる境界線を等色線とみなす。

（３）種々の形態の試料について、荷重を加えたときの等色線の状態を

スケッチし、形の相異による応力分布状態の差異を比較検討する。

　測定値

試料の材質名；　エポキシ樹脂

試料の厚さの平均；　5.05 mm

試料の形	Ｍ	ＬW	ＬM	Ｗ
長方形	4.00 kg	14.0 cm	49.0 cm	14.0 kg
穴あき長方形
穴あき橋型
コの字型
円型

ただし　Ｍ；　おもりの質量

　　　　Ｌ_W；　てこの支点から試料の位置（荷重点）までの距離

　　　　Ｌ_M；　てこの支点からおもりを吊す位置までの距離

　　　　Ｗ＝ＭＬ_M／Ｌ_W ；　試料に加わる実際の荷重

（注）縞の色は重要ではないので、色を記す必要はない。

（注）縞が密に分布している部分は応力が集中しており、破壊されやすい。

各種の形態の試料について縞（赤と青の境界線）の様子をグラフ用紙に描く。

この図はレポートに綴じて提出すること。

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予習レポート（レポート表紙兼用）

［実験項目］　２．光弾性

［実験期日］　　　　年　　　　月　　　　日

［学生番号］

［氏名］

（目的）

（実験課題）

（原理）

次の各用語について、配布プリントまたは図書館などで文献や資料を調べて説明せよ。

１．偏光

２．複屈折

３．光弾性

（使用器具）