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David Brenster等人在1816年前后发现将玻璃板置于偏振光场中，在载荷作用下会出现彩色条纹，而这些条纹的分布与板的几何形状及所受的载荷密切相关。这是由于玻璃板在载荷作用下任一点的各方向应力不同，使得玻璃板任一点各方向的折射率不同，在偏振光场中由于双折射现象产生条纹。19世纪中期，Neumann和Maxwell等人，在实验基础上建立了应力光学定律，证明了主折射率与主应力呈线性关系，从而得到了应力与光学量之间的定量关系，为光测力学奠定了理论基础。1906年，赛璐珞被用作光弹性材料之后，酚醛树脂和环氧树脂等光学敏感性材料的出现，推动了光弹性实验法的发展。
光弹性实验法是运用光学原理研究弹性力学问题的一种应力分析方法。某些各向同性透明的非晶体高分子材料受载荷作用时，呈现光学各向异性，使一束垂直入射偏振光沿材料中的两主应力方向分解成振动方向互相垂直、传播速度不同的两束平面偏振光；卸载后，又恢复光学各向同性。这就是所谓的暂时双折射效应。这种方法正是用具有这种效应的透明塑料按一定比例制成零构件模型，置于偏振光场中，施加一定的载荷，利用偏振光通过透明受力模型获得干涉条纹图，直接确定模型各点的主应力差和主应力方向，通过计算，就能确定模型受载时各部位的应力大小和方向。光弹性实验法可得到整个模型的应力条纹图，从而可直接观察模型的全部应力情况，特别是能直接看到应力集中部位，可迅速准确地确定应力集中系数。目前，经典的光弹性实验技术已从二维、三维模型实验（如光弹性法、光弹性应力冻结法）发展成为能用于工业现场测量的光弹性贴片法，研究应力波传播和热应力的动态光弹性法和热光弹性法，进行弹-塑性应力分析的光塑性法，以及研究复合材料力学的正交异性光弹性法。
光弹性方法的主要优点是直观性强，能直接观察出应力集中部位，迅速准确地测量应力集中系数；能获得模型应力的全场信息。这种方法的不足之处，主要是制作模型麻烦、实验准备工作量大、实验精度与电测法相比相对较低。