Rozkręcaj z LLotharem: Polaryskop elastooptyczny
Tak więc pierwsze pytanie, które zadaje sobie zdecydowana większość osób widząca ten tytuł – Co to jest polaryskop elastooptyczny? Jest to urządzenie, które kiedyś miało znaczenie, dzisiaj już niezbyt, a służyło do pokazywania naprężeń w modelach wykonanych z przezroczystego tworzywa. Im więcej i im gęściej widać linie, tym większe naprężenia. Dzisiaj jest to już tylko ciekawostka.
W tym odcinku wyjątkowo nie rozkręcam, a buduję. Do skonstruowania polaryskopu elastooptycznego potrzebujesz filtra polaryzacyjnego, ja wykorzystałem okulary przeciwsłoneczne z filtrem polaryzacyjnym, popularne do jazdy samochodem i łowienia ryb.
Jako źródło spolaryzowanego światła wykorzystałem monitor swojego laptopa. Każdy monitor stacjonarny czy ten w laptopie się nada.
I to wszystko. Okulary na twarz. Teraz wystarczy wziąć jakikolwiek kawałek przezroczystego plastiku (im grubszy, tym lepszy) i patrzeć na niego tak, aby tłem był monitor. Polecam wyświetlać cokolwiek białego, np pustą stronę w Notatniku. Następnie najlepiej przechylić głowę tak, aby ekran stał się czarny – jeśli Ci się to nie udaje, to znaczy, że Twoje okulary nie są spolaryzowane i musisz załatwić inne.
Jeśli wszystko zrobiłeś prawidłowo, a mam nadzieję, że tak było, w końcu kroków było niezwykle mało, to powinieneś uzyskać ładny obrazek, jak poniżej.
Efekty są bardzo ciekawe. Poza tym, że jest to ładna tęcza, warto zauważyć kilka rzeczy. Zasadniczo, tak jak pisałem wcześniej, im więcej pojawia się linii, tym większe naprężenia. Kiedy technika ta była poważnie wykorzystywana, modele były wykonywane z tworzywa o bardzo dokładnie określonych parametrach. Wykonując pomiary odległości między pasami można było obliczyć jakie dokładnie występują naprężenia w materiale. Dzięki temu można było sprawdzić, czy np. dane mocowanie wytrzyma, czy nie, bez konieczności produkcji całego prototypu.
Naprężenia, które widać w domowych przedmiotach, powstały zazwyczaj w czasie ich produkcji. Łatwo zauważyć, w którym miejscu nastąpił wtrysk materiału do formy, ponieważ w jego okolicy widać największe naprężenia. Widać to bardzo dobrze na przykładzie poniżej.
O ile w plastiku widać wszystko najlepiej, to w szkle także ma miejsce to samo zjawisko. Mam blok szkła o grubości około 10 cm, który prezentuje się całkiem ładnie.
Można potwierdzić, że wszystkie te kolorowe esy-floresy naprawdę wizualizują naprężenia. W tym celu wyciąłem pasek z pudełka po owocach. Lekko trzymany w rękach nie pokazuje prawie żadnych naprężeń. Pasy widoczne na zdjęciu poniżej są naprężeniami, które powstały podczas produkcji pudełka.
Kiedy zginam ten pasek plastiku, pojawia się coraz więcej pasów. W przykładzie poniżej góra paska jest ściskana, a dół – rozciągany.
Licząc pasy można stwierdzić, że zwiększyłem naprężenia czterokrotnie. Usiłowałem też zaprezentować rozciąganie, jednak było to dosyć trudne – w końcu łatwiej coś zgiąć niż rozerwać wzdłuż. Spróbujcie np. z ołówkiem.
Największe nagromadzenie linii, a zatem największe naprężenia, wywołałem skręcając badany obiekt.
Kiedyś potrzeba było te tego drogich urządzeń, a dzisiaj dla zabawy wizualizować naprężenia może każdy w swoim domu. Polecam eksperymenty z polaryzatorem jako ciekawostkę na imprezy – należy jednak pamiętać, że przynajmniej część z gości musi posiadać tytuł inżyniera. W innym przypadku reakcja towarzystwa może być mało entuzjastyczna.
