Fotoelasticità: differenze tra le versioni

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La '''fotoelasticità''' è un metodo sperimentale per determinare la distribuzione delle [[tensione (meccanica)|tensioni]] su un materiale.
{{S|fisica}}
 
La '''fotoelasticità''' è un metodo sperimentale per determinare la distribuzione delle [[tensione (meccanica)|tensioni]] su un materiale. Il metodo è usato principalmente nei casi in cui i metodi matematici diventano inefficaci. Diverso dei metodi analitici di determinazione di tensioni, la fotoelasticità dà un'immagine ragionevolmente esatta della distribuzione delle tensioni anche intorno alle discontinuità brusche in un materiale. Il metodo è un sistema importante per la determinazione dei punti critici di tensione in un materiale ed è spesso usato per la determinazione dei fattori di concentrazione di tensione nel caso di geometrie irregolari.
 
==Principio della Fotoelasticità==
Il metodo è basato sulla proprietà della [[birifrangenza]] posseduta da alcuni materiali [[trasparenza|trasparenti]] (le resine epossidiche e il [[policarbonato|policarbonato]] ne sono esempi) quando sono sollecitati da un sistema di [[forza|forze]] esterne.
 
Secondo il modello ondulatorio la [[luce]] è una onda trasversale piana del [[campo elettromagnetico]], cosicché in un [[sistema di riferimento]] cartesiano, con uno degli assi coincidenti con la direzione di propagazione, un raggio di [[luce polarizzata]] linearmente può essere scomposto in due raggi componenti che in un mezzo [[isotropo]] come l'[[aria]] si propagano alla stessa velocità pari a v=c/n dove c è la [[velocità della luce]] nel vuoto ed n l'indice di [[rifrazione]] del mezzo.
 
Quando un raggio di luce polarizzata dunque incide normalmente una lastra non sollecitata di materiale isotropo trasparente, i raggi componenti si propagheranno nella lastra con la stessa velocità cosicché risulteranno essere in fase quando emergono dalla lastra.
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Quando la lastra è sollecitata, i raggi componenti attraversando la lastra presentano assi di polarizzazione coincidenti con le direzioni principali di tensione nel punto di incidenza (I Legge di Brewster o della fotoelasticità).
 
Quindi se si dispone la lastra tra un polarizzatore ed un analizzatore con assi di trasmissione incrociati (polariscopio lineare ad assi incrociati) si puopuò affermare che i punti neri sulla lastra vista attraverso l'analizzatore hanno direzioni principali coincidenti con gli assi di trasmissione del polarizzatore e dell'analizzatore.
 
Tali punti individuano delle famiglie di curve sulla lastra dette isocline.
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Tale sfasamento viene percepito dall'occhio umano, osservando la luce che emerge dall'analizzatore, con un colore caratteristico (rosso, violetto, giallo,etc) cosicché i punti sulla lastra che hanno lo stesso colore presentano la stessa differenza (n1-n2).
 
La II legge di Brewster o della fotoelasticità, stabilisce che la differenza tra gli indici di rifrazione (n1-n2) è proporzionale alla differenza tra le deformazioni principali (e1-e2) in un punto, secondo l'equazione (n1-n2)=K*(e1-e2), con K costante fotoelastica del materiale.<br />
I punti della lastra aventi lo stesso colore presentano quindi la stessa differenza tra le deformazioni principali (e quindi tra le tensioni principali) ed individuano delle famiglie di curve di egual colore dette appunto isocromatiche.