phmathВестник Государственного университета просвещения. Серия: Физика-МатематикаBulletin of Federal State University of Education. Series: Physics and Mathematics2949-50832949-5067Federal State University of Education10.18384/2949-5067-2026-1-62-77phmath-695Research ArticleФИЗИКАPHYSICSАнализ особенностей азимутальных зависимостей интенсивности света в методе фотоупругостиAnalysis of the features of azimuth light intensity dependencies in the photoelasticity methodСизовМ. Н.SizovM. N.

Сизов Михаил Николаевич – инженер кафедры фундаментальной физики и нанотехнологии

Москва

Mikhail N. Sizov – engineer, Department of Fundamental Physics and Nanotechnology

Moscow

misha-siz@mail.ruКонстантиновМ. С.KonstantinovM. S.

Константинов Михаил Сергеевич – заведующий учебной лабораторией кафедры фундаментальной физики и нанотехнологии

Москва

Mikhail S. Konstantinov – Laboratory Head, Educational Laboratory, Department of Fundamental Physics and Nanotechnology

Moscow

ms.konstantinov@guppros.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3311-1228ВасильчиковаЕ. Н.VasilchikovaE. N.

Васильчикова Елена Николаевна – кандидат физико- математических наук, доцент, доцент кафедры фундаментальной физики и нанотехнологии

Москва

Elena N. Vasilchikova – Cand. Sci. (Phys.-Math.), Assoc. Prof., Department of Fundamental Physics and Nanotechnology

Moscow

en.vasilchikova@guppros.ruГосударственный университет просвещенияРоссияFederal State University of EducationRussian Federation202624072026016277Copyright © Сизов М.Н., Константинов М.С., Васильчикова Е.Н., 20262026Сизов М.Н., Константинов М.С., Васильчикова Е.Н.Sizov M.N., Konstantinov M.S., Vasilchikova E.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.physmathmgou.ru/jour/article/view/695Цель

Цель. Установить связь интенсивности света, проходящего через нагруженный образец с состоянием поляризации и величиной действующей силы с учётом наведённого поляризационного дихроизма.

Процедура и методы

Процедура и методы. Проведено экспериментальное исследование азимутальной зависимости интенсивности монохроматического света, проходящего через прозрачный образец, подвергнутый одноосному сжатию. Построены и проанализированы теоретические модели, учитывающие возможное отклонение оптической оси образца от вертикали и наведённый поляризационный дихроизм.

Результаты

Результаты. На основе изучения азимутальных зависимостей интенсивности света при различных нагрузках определено значение коэффициента фотоупругости исследуемого образца и коэффициента поглощения, обусловленного наведённой анизотропией.

Теоретическая и практическая значимость. Проведённый анализ показал необходимость учёта, помимо двулучепреломления, обусловленного приложенной к образцу нагрузки как наведённого поляризационного дихроизма, так и возможного отклонения оптической оси, для полного анализа азимутальных зависимостей интенсивности света.

Aim

Aim. To establish the relationship between the intensity of light passing through a loaded sample and the state of polarization and the magnitude of the acting force, taking into account induced polarization dichroism.

Methodology

Methodology. An experimental study of the azimuthal dependence of the intensity of monochromatic light passing through a transparent sample subjected to uniaxial compression was conducted. Theoretical models were constructed and analyzed, accounting for possible deviation of the sample's optical axis from the vertical and induced polarization dichroism.

Results

Results. Based on the study of the azimuthal dependences of light intensity under various loads, the value of the photoelasticity coefficient of the studied sample and the absorption coefficient due to induced anisotropy were determined.

Research implications

Research implications. The analysis carried out showed the need to take into account, in addition to the birefringence caused by the load applied to the sample, both induced polarization dichroism and the possible deviation of the optical axis, for a complete analysis of the azimuthal dependences of the light intensity.

интенсивность светаматрицы Джонсаоптическая анизотропияоптическая осьсостояние поляризации светафотоупругостьlight intensityJones matricesoptical anisotropyoptical axisphotoelasticityReferencesФрохт М. М. Фотоупругость: Поляризационно-оптический метод исследования напряжений: в 2 т. Т. 1. М., Л.: Гостехиздат, 1948-1950. 432 с.Frokht, M. M. (1948–1950). Photoelasticity: The polarization-optical method of stress research: in 2 volunes. Vol. 1. Moscow, Leningrad: Gostekhizdat publ. (in Russ.).Партон В. З. Механика разрушения: От теории к практике. М.: Наука, 1990. 240 с.Parton, V. Z. (1990). Fracture mechanics: from theory to practice. Moscow: Nauka publ. (in Russ.).Residual stresses in glass after molding and its influence on optical properties / A. Yi, B. Tao, F. Klocke, O. Dambon, F. Wang // Procedia Engineering. 2011. Vol. 19. No. 2. P. 402–406. DOI:10.1016/j.proeng.2011.11.132.Yi, A., Tao, B., Klocke, F., Dambon, O. & Wang, F. (2011). Residual stresses in glass after molding and its influence on optical properties. In: Procedia Engineering, 19 (2), 402–406. DOI: 10.1016/j.proeng.2011.11.132.Research on stress through photoelastic experiment and finite element method considering sliding wear / T. Yang, Y. Wei, J. Han, Z. Chen // Journal of Measurements in Engineering. 2024. Vol. 12. No. 2. P. 324–332. DOI: 10.21595/jme.2024.23791.Yang, T., Wei, Y., Han, J. & Chen, Z. (2024). Research on stress through photoelastic experiment and finite element method considering sliding wear. In: Journal of Measurements in Engineering, 12 (2), 324–332. DOI:10.21595/jme.2024.23791.Степанова Л. В. Цифровая фотоупругость и её применение для задач механики разрушения: учебное пособие обучающихся по основным образовательным программам высшего образования по направлению подготовки 01.04.03 Механика и математическое моделирование и по специальности 01.05.01 Фундаментальная математика и механика. Самара: Издательство Самарского университета. 2021. 66 с.Stepanova, L. V. (2021). Digital photoelasticity and its application to fracture mechanics: a textbook for students of the main educational programs of higher education in the field of 01.04.03 mechanics and mathematical modeling and in the speciality 01.05.01 fundamental mathematics and mechanics. Samara: Samara University publ. (in Russ.).Vargas-Isaza С. A., Posada J., Brinez-de Leon J. C. Analysis of the Stress Field in Photoelasticity Used to Evaluate the Residual Stresses of a Plastic Injection-Molded Part // Polymers. 2023. No. 15 (16). Article ID 3377. DOI: 10.3390/polym15163377.Vargas-Isaza, С. A., Posada, J. & Brinez-de Leon, J. C. (2023). Analysis of the Stress Field in Photoelasticity Used to Evaluate the Residual Stresses of a Plastic Injection-Molded Part. In: Polymers, 15 (16), 3377. DOI: 10.3390/polym15163377.Biomechanical behavior of tilted abutment after fixed partial denture restoration of CAD /CAM materials / T. Zhu, J. Chen, Y. Xu, Z. Zhu, J. Wang et al. // BMC Oral Health. 2024. Vol. 24. Article no. 1128. DOI: 10.1186/s12903-024-04890-7.Zhu, T., Chen, J., Xu, Y., Zhu, Z., Wang, J. et al. (2024). Biomechanical behavior of tilted abutment after fixed partial denture restoration of CAD /CAM materials. In: BMC Oral Health, 24, 1128. DOI:10.1186/s12903-024-04890-7.Sobczak M., Asejczyk M., Wilczyński M. The effect of pupil size on the measurement of corneal birefringence properties: preliminary study // Scientific Reports. 2023. Vol. 13. Article no. 17439 (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-44706-2.Sobczak, M., Asejczyk, M. & Wilczyński, M. (2023). The effect of pupil size on the measurement of corneal birefringence properties: preliminary study. In: Scientific Reports, 13, 17439 (2023). DOI:10.1038/s41598-023-44706-2.Сизов М. Н., Васильчикова Е. Н., Константинов М. С. Исследование искусственной оптической анизотропии, обусловленной механическим воздействием, поляризационно-оптическим методом // Молодёжная петербургская школа-конференция инженеров-педагогов: сборник материалов научной конференции (Санкт-Петербург, 22–23 апреля 2025 года). СПб.: ФГАОУ ВО ≪Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого≫, 2025. С. 73–75.Sizov, M. N., Vasilchikova, E. N. & Konstantinov, M. S. (2025). Study of artificial optical anisotropy caused by mechanical action using the polarization-optical method. In: Youth St. Petersburg school-conference of engineers and teachers: collection of materials of the scientific conference (St. Petersburg, April 22–23, 2025). St. Petersburg.: Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University publ., pp. 73–75 (in Russ.).Кесаев В. В. Метод изопах в неполяризованном свете // Письма в Журнал технической физики. 2022. Т. 48. № 22. С. 43–46. DOI: 10.21883/PJTF.2022.22.53807.19360.Kesaev, V. V. (2022). Isopachic method with unpolarized light. In: Technical Physics Letters, 48 (22), 43–46. DOI: 10.21883/PJTF.2022.22.53807.19360 (in Russ.).Лихачев А. В., Табанюхова М. В. Новый алгоритм обработки данных метода фотоупругости // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2022. № 79. С. 100–110. DOI: 10.17223/19988621/79/9.Likhachev, A. V. & Tabanyukhova, M. V. (2022). A new processing algorithm for photoelasticity method data. In: Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics, 79, 100–110 DOI: 10.17223/19988621/79/9 (in Russ.).Джерард А., Бёрч Дж. М. Введение в матричную оптику / пер. с англ. А. И. Божкова и Д. В. Власова; под ред. В. В. Коробкина. М.: Мир, 1978. 342 с.Gerard, A. & Birch, J. M. (1978). Introduction to Matrix Optics. Moscow: Mir publ. (in Russ.).Аззам Р., Башара Н. Эллипсометрия и поляризованный свет / пер. с англ. под ред. А. В. Ржанова и К. К. Свиташева. М.: Мир, 1981. 583 с.Azzam, R. & Bashara, N. (1981). Ellipsometry and Polarized Light. Moscow: Mir publ. (in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.