紡織物理第五章纖維的光學(xué)性質(zhì)(文件)
【正文】 軸）在出纖維后必將發(fā)生光程上的差異，此稱為光程差Δ。5—18如果纖維直徑或厚度是一致的，那么光程差或相位差就正比例與雙折射，Δ∝Δn=n∥n⊥δ∝Δn= n∥n⊥ 顯然Δn↑，Δ↑，δ↑。一般采用入射平面偏振光的振動方向與纖維軸的夾角為４５О，這時(shí)的振動為對稱振動。t nS=VCt n=VC/Vn∥S∥n⊥S⊥= VCt∥VCt⊥=VC(t∥t⊥)=S(n∥n⊥)５—２０２、通過各種纖維時(shí)的現(xiàn)象在檢測纖維時(shí)平面偏振光路是這樣的。可以想象的出在這些位置無分解現(xiàn)象。 因?yàn)樽匀还獾墓獠úㄩL為４０００～７０００Ａ，其同時(shí)通過纖維時(shí)，不同波長的振動頻率不一樣，最后出來后，因纖維各向異性的影響，相位差也不一樣。圖表：（ ）5—23棉纖維的成熟度測量中所運(yùn)用的正是這一原理。對一級紅，成熟纖維為黃、綠、橙色；未成熟纖維為透明紅、無色、紫、深藍(lán)。采用這種方法，其中有一個(gè)很重要的參數(shù)d，一般較難確定，原因是：第一、纖維是非圓形的；第二，纖維的直徑是變化的。這里介紹的兩種有代表性的，一是薩那蒙；一是干涉法。② 原理的理論證明已知通過纖維的橢圓偏振方程為：為對稱：θ=45176。該α角可根據(jù)①求得。圖：（ ?。怠玻梗病?干涉法有單光束、雙光束、多光束法。二、 纖維的光致發(fā)光現(xiàn)象 纖維被波長較短的紫外光照射時(shí)（一般幾百至 ）受激可產(chǎn)生可見光，這種現(xiàn)象就稱為光致發(fā)光現(xiàn)象，光致發(fā)光有二種。其與熱降解、熱氧化的作用機(jī)理有很大的不同之處，但測試方法大致類同。一、 紅外吸收光譜的基本原理 紅外光與X光、紫外光、可見光、微波、無線電波一樣，從本質(zhì)上都是一種電磁波，而只是波長的不同?！ ±眠@一原理將一定強(qiáng)度的紅外光照射在纖維上，而通過一整套聚光、反光和分光裝置，將接收所得的紅外透射光信號按不同的波長（或稱波數(shù)）記錄下來，得到紅外吸收分光與譜圖，然后根據(jù)譜圖中的特征吸收峰來分析纖維中各種成分的含量。根據(jù)常識，當(dāng)光照射在物質(zhì)表面時(shí)，必然要與物質(zhì)表層的分子原子發(fā)生作用，其中一部分光子表層原子阻止而改變方向，產(chǎn)生反射；而另一部分可能較少的受表層分子、原子的作用而穿過表層，而產(chǎn)生透射、折射或以后的吸收。圖：（ ?。?—39這種方式的紅外光可通過入射角的改變而確定紅外光的試樣表面的入射角和反射角次數(shù)，而入射角的大小直接決定入射反射的深入試樣表面的深度，這樣就可測得纖維表面大致50—200A深度的結(jié)構(gòu)信息。６、 試比較倍克線法與薩那蒙法對測量雙折射方面的差異及特點(diǎn)。第五章習(xí)題１、 纖維的折射率、雙折射率與哪些因素有關(guān)？成何關(guān)系？２、 何謂形狀雙折射率？在纖維中是否存在？為什么？３、 試從理論上討論圖５—３～圖５—６關(guān)系曲線，為何如此？４、 對比圖５—９和圖５—１０，牽伸比與雙折射關(guān)系曲線，從各種纖維自身結(jié)構(gòu)討論其內(nèi)在原因。結(jié)構(gòu)致密、排列緊湊、原子個(gè)數(shù)高的表層結(jié)構(gòu)必然反射較多的光子，而對光子能量吸收大的，（ ?。┑牟牧戏瓷渚蜕?。圖：（ ）５—３７二、 紅外二色性是采用不同振動方向的平面偏振光照射纖維，獲得紅外圖譜，最常用的是采用垂直纖維軸和平行纖維軸的兩個(gè)振動平面入射纖維，分別得到：顯然二色性常數(shù)與吸收系數(shù)和濃度有關(guān)，對纖維材料來說這是與其基團(tuán)的排列密度（數(shù)量）、排列方向以及聚集態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)，也就是說二色性常數(shù)在很大程度上取決于纖維分子中極性基團(tuán)的排列，故其可以用來表征纖維的取向度，其與取向因素的關(guān)系為（２）式，其中這種方法利用偏振紅外光法所得的平行和垂直二種偏振光紅外圖譜，就可以很容易的測量計(jì)算出來。反對稱對稱①伸縮振動 這些振動方式有： 扭曲振動（ ）外搖擺剪切搖擺平面搖擺變形振動5—36這些振動將改變分子或原子的偶極矩，而引起能量的改變，而吸收紅外光波能量。（一） 均聚物１、 聚乙烯 在真空中，紫外光照射（λ=2537Α，無氧化）主要發(fā)生鍵斷裂和鏈的交聯(lián)。（ ）熒光或者磷光的顏色以及磷光的延滯時(shí)間的長短，可以用來鑒別纖維和討論纖維的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。 以上幾種方法比較：間接法中的倍克線法：表面雙折射操作可測的較準(zhǔn)，適用各種纖維（除滌綸）；直接法中的薩那蒙法：整體雙折射，操作方便對同形測量精度尚可；直接法中的干涉法：快速、精確，各種纖維、各種厚度、表面、整體均可。而轉(zhuǎn)角α與δ關(guān)系已知，所以可求出：這里我們只討論了0≤α≤π的情況，實(shí)際纖維有時(shí)光程差會差幾個(gè)波長。時(shí)，方塊就會變成長方形，δ=0→π，就有斜線變成正橢圓。這樣只要轉(zhuǎn)動檢偏器θ角，就可達(dá)到與補(bǔ)償后的平面偏振光相互垂直而完全消光的目的。 這樣在已知纖維細(xì)度值的情況下，可以直接測得光程差而求出雙折射值。不加補(bǔ)償片，未成熟的為鐵灰；成熟的為灰色。一般厚度影響是最為主要的，棉纖維的厚度一般在 ?。保啊常皍m，雙折射：～，故：Δ=10～30=250um～1350um但一般正常成熟棉纖維的左右范圍，一般只有光程差３００～６００mu ，故色不豐富。（k=......n)此是空間問題不是平面問題，不要搞混。①n∥n⊥＝0 各向同性纖維，玻璃、醋脂、腈綸，即使在Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ位置也是顯的，因?yàn)榇┻^纖維無橢圓偏振產(chǎn)生；⑥ 各種合成、人造、毛、絲纖維各向異性，同上分析；⑦ 棉、麻、復(fù)合纖維，因其小纖維的電子（ ?。┖团帕行纬傻恼炊唬ā。?，圓始終是亮的。５—２１圖：（ ）這樣如果將一纖維放入正交的起偏器形成的
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