變形雙折射

雙折射是指一條入射光線產生兩條折射光線的現象。變形雙折射,是指聚合物在外力作用下,引起外部形變而導致的光學雙折射。

概念

變形雙折射,是指聚合物在外力作用下,引起外部形變而導致的光學雙折射。非晶態聚合物在外力作用下,即使不能發生明顯的分子取向,也可能由於變形導致鍵角與鍵長的改變,從而引起光學的各向異性,產生雙折射;結晶聚合物在外力作用下產生形變而引起堆砌的改變(如晶格間距改變),同樣也會引起變形雙折射。

變形雙折射的計算

變形雙折射 變形雙折射

變形雙折射的產生是由於外部形變引起鍵角和(或)鍵長的改變,或引起堆砌的改變(晶格間距的改變)的結果(如圖),在光學各向同性的粒子和各向異性的系統中,同樣都會發生這種形式的雙折射。

半晶聚合物的變形雙折射為:

變形雙折射 變形雙折射

式中v是體積分數結晶度;Δn 是晶相中晶體軸幾乎平行於鏈軸時的特性雙折射(在試樣取向時,鏈軸一般是沿拉伸方向排列的),在雙軸取向中,平面取向效應可能會影響Δn 的值;Δn 是非晶相的特性雙折射,定義為取向雙折射的最大值;f是用X射線衍射或二向色性方法測定的晶體鏈的取向函式;f是用雙折射數據確定的非晶體鏈的取向函式。

嵌段或接枝共聚物的變形雙折射為:

變形雙折射 變形雙折射

式中,v和v分別是單一組分A和B的體積分數;f和f分別是單一組分A和B的鏈取向函式。

在玻璃化轉變溫度時,半晶聚合物的非晶區因應變或取向所產生的雙折射消失。

將分子取向行為與雙折射數據聯繫起來,需要先對分子固有的各向異性的起因有所了解。

雙折射現象的發現

1669年前後,丹麥學者巴塞林納斯(Bartholinus)用方解石觀察物體時,注意到有雙像顯示。經過反覆試驗發現,一束單色光通過方解石晶體後會產生兩束相同頻率的折射光,如圖所示,這種現象稱為雙折射現象。惠更斯得知這一情況後,重複並證實了這一實驗,並且觀察到其他晶體(如石英)也有類似效應。

變形雙折射 變形雙折射

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