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物体由于受力、湿度、温度变化等而变形时,在物体内各部分之间会产生相互作用的内力,单位面积上的内力我们称之为应力。
光学材料在机械应力作用下,由于光弹性效应会发生应力双折射。光线穿过双折射材料时,就会经历两次折射或者双折射。透明的各向同性的介质在压力或张力的作用下,折射率特性会发生改变,从而显示出光学上的各向异性。若介质本来就是各向异性晶体,则外力作用会使它产生一个附加的双折射。塞贝克在1813年和布儒斯特在1816年最早研究这一现象。对物体施以压力或张力,它就显示出负单轴晶体或正单轴晶体的特性,有效光轴在应力方向上,并且所引起的双折射与应力成正比。若应力在晶体上是不均匀的,在各处的双折射就不一致,使通过它的光波上不同点产生不同的位相差。利用应力双折射效应,可以检验光学材料的内应力,观察各种力学结构的应力分布。