પ્રકાશ–પ્રત્યાવસ્થા (photoelasticity) : પારદર્શક પદાર્થમાં થઈને પસાર થતા પ્રકાશ ઉપર પ્રતિબળ(stress)ની અસરનો અભ્યાસ. બેકેલાઇટ, સેલ્યુલૉઇડ, જિલેટિન, સિન્થેટિક રેઝિન તથા કાચ જેવી વસ્તુઓમાં સ્થિતિસ્થાપકતા, એકસમતા (homogeneity) વગેરે ગુણધર્મો હોવા ઉપરાંત તેઓ પ્રકાશીય રીતે સમદૈશિક (isotropic) પણ છે. તેઓ સામાન્ય રીતે વિરૂપણ (creep), એજિંગ તથા ધાર આગળના વિસ્થાપન(edge dislocations)થી મુક્ત પણ હોય છે. પોલરિસ્કોપ (આકૃતિ 1) નામના સાધનની મદદથી આવા પદાર્થનો અભ્યાસ કરવાથી તે પદાર્થમાંનાં વિકૃતિ (strain) તથા પ્રતિબળ (stress) વિશેની માહિતી મળે છે.
પોલરિસ્કોપના મુખ્ય ભાગો (optical components) આ પ્રમાણે છે : પ્રકાશના સ્રોત (source), સમાંતરકારી લેન્સ (collimating lens), ધ્રુવક (polarizer) અને ચતુર્થાંશ તરંગ પ્લેટ.
સ્રોતમાંથી આવતો અધ્રુવીભૂત પ્રકાશ ધ્રુવકમાંથી પસાર થતાં તલ ધ્રુવીભૂત પ્રકાશ તરીકે બહાર આવે છે. આ પ્રકાશ ચતુર્થાંશ તરંગ પ્લેટમાંથી પસાર થઈ બે ઘટકોમાં વહેંચાઈ જાય છે, જે બે વચ્ચેનું સાપેક્ષ વેગમંદન (retardation) λ/4 જેટલું હોય છે. અહીં λ એ સ્રોતમાંથી મળતા એકરંગી (monochromatic) પ્રકાશની તરંગલંબાઈ છે. પ્રથમ ચતુર્થાંશ તરંગ પ્લેટ Q1માંથી આવતો પ્રકાશ પદાર્થ પર આપાત થાય છે.
ઉપર જણાવેલા પદાર્થો જ્યારે પ્રતિબલિત સ્થિતિમાં હોય છે ત્યારે તે દ્વિવક્રીભવનકારક (birefringent) બને છે. તેની દ્વિવક્રીભવનકારકતાનું પ્રમાણ પદાર્થના પ્રતિબળના પ્રમાણ પર આધાર રાખે છે. આથી જ્યારે આવો પદાર્થ વિકૃતિ કે પ્રતિબળની સ્થિતિમાં હોય ને તેને પોલરિસ્કોપમાંથી જોવામાં આવે તો નિર્ગમન થતો ધ્રુવીભૂત પ્રકાશ બે પરસ્પર લંબ સમતલોમાં વક્રીભવન પામીને આવે છે. બંને વચ્ચે કલાનો તફાવત (phase difference) પણ હોય છે. વક્રીભવન પામેલા આ બંને તરંગોનું સંયોજન કરવામાં આવે તો, પ્રતિબળવાળા એવા ભાગો – જ્યાં બંને તરંગોની કળા એકબીજીને નાબૂદ કરે છે તે ભાગો – કાળા (dark) દેખાય છે અને જ્યાં બંને તરંગોની કળા એકબીજીમાં ઉમેરાય છે તે ભાગો પ્રકાશિત (bright) દેખાય છે.
આમ, કાળી તથા પ્રકાશિત શલાકાઓ (fringes) મળે છે, જે પદાર્થમાંના પ્રતિબળનું વિતરણ (stress distribution) દર્શાવે છે. વક્રીભવન પામતા બંને તરંગોના વેગનો આધાર પ્રતિબળ પર હોય છે.
એકરંગી પ્રકાશને બદલે સફેદ પ્રકાશનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો રંગીન શલાકાઓ મળે છે.
પોલરિસ્કોપ
આમ, યાંત્રિક દ્વિવક્રીભવનાંક(mechanical birefringence)ને કારણે પદાર્થમાંનાં પ્રતિબળ અને વિકૃતિ માપવાની પ્રાયોગિક રીત એટલે પ્રકાશ-પ્રત્યાવસ્થા. અટપટાં (complex) પ્રતિબળ માપવા માટેની આ સરળ અને સીધી (direct) રીત છે. પૂરતી કાળજી રાખવામાં આવે તો પ્રકાશ-પ્રત્યાવસ્થાની રીતથી મેળવાતા પ્રતિબળની ચોક્સાઈ 98% હોય છે. એક વાર પ્રતિબળ શોધ્યા પછી, પ્રત્યાવસ્થા અંગેનાં સમીકરણોની મદદથી, વિકૃતિ પણ મેળવી શકાય. સામાન્ય રીતે દ્વિવક્રીભવનકારકતા પદાર્થમાંના પ્રતિબળને સમપ્રમાણમાં હોય છે; સમપ્રમાણતા-અચળાંકને પ્રતિબળ-પ્રકાશીય અચળાંક (stressoptical co-efficient) કહે છે.
અહીં એ નોંધીએ કે ધ્રુવક તથા વિશ્લેષકને જ્યારે એકબીજાની પારગમન-અક્ષ (transmission-axis) પરસ્પર લંબ હોય તે રીતે (crossed) ગોઠવવામાં આવે ત્યારે આ બેના સંયોજનમાંથી પ્રકાશ પસાર થઈ શકતો નથી; પરંતુ જો બંનેની વચ્ચે દ્વિવક્રીભવનકારક (doubly refracting) સ્ફટિક મૂકવામાં આવે તો, સ્ફટિકમાંથી પસાર થઈ બહાર આવતો પ્રકાશ સામાન્ય રીતે દીર્ઘવૃત્તીય ધ્રુવીભૂત (elliptically polarized) હોય છે, જેથી સંયોજનમાંથી થોડો પ્રકાશ બહાર આવી શકે છે. પદાર્થમાંના પ્રતિબળને કારણે કેટલાક પદાર્થો દ્વિવક્રીભવનનો ગુણધર્મ મેળવે છે. પ્રકાશ-પ્રત્યાવસ્થાના વિજ્ઞાનનો આ પાયો છે.
અરુણ રમણલાલ વામદત્ત