[科普中国]-变形双折射

双折射是指一条入射光线产生两条折射光线的现象。变形双折射，是指聚合物在外力作用下，引起外部形变而导致的光学双折射。

概念变形双折射，是指聚合物在外力作用下，引起外部形变而导致的光学双折射。非晶态聚合物在外力作用下，即使不能发生明显的分子取向，也可能由于变形导致键角与键长的改变，从而引起光学的各向异性，产生双折射；结晶聚合物在外力作用下产生形变而引起堆砌的改变（如晶格间距改变），同样也会引起变形双折射。1

变形双折射的计算变形双折射的产生是由于外部形变引起键角和（或）键长的改变，或引起堆砌的改变（晶格间距的改变）的结果（如图），在光学各向同性的粒子和各向异性的系统中，同样都会发生这种形式的双折射。

半晶聚合物的变形双折射为：

式中vc是体积分数结晶度；Δnc°是晶相中晶体轴几乎平行于链轴时的特性双折射（在试样取向时，链轴一般是沿拉伸方向排列的），在双轴取向中，平面取向效应可能会影响Δnc°的值；Δna°是非晶相的特性双折射，定义为取向双折射的最大值；fc是用X射线衍射或二向色性方法测定的晶体链的取向函数；fa是用双折射数据确定的非晶体链的取向函数。

嵌段或接枝共聚物的变形双折射为：

式中，vA和vB分别是单一组分A和B的体积分数；fA和fB分别是单一组分A和B的链取向函数。

在玻璃化转变温度时，半晶聚合物的非晶区因应变或取向所产生的双折射消失。

将分子取向行为与双折射数据联系起来，需要先对分子固有的各向异性的起因有所了解。2

双折射现象的发现1669年前后，丹麦学者巴塞林纳斯（Bartholinus）用方解石观察物体时，注意到有双像显示。经过反复试验发现，一束单色光通过方解石晶体后会产生两束相同频率的折射光，如图所示，这种现象称为双折射现象。惠更斯得知这一情况后，重复并证实了这一实验，并且观察到其他晶体（如石英）也有类似效应。3

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学