材料的光學(xué)性能ppt課件-展示頁
2025-05-16 13:24本頁面
【正文】 i1，在材料 2中折射光與界面法線所成的角即折射角為 i2 1 非金屬材料對光的折射 21122121 s i ns i nvvnniin ???n21：稱為材料 2相對于材料 1的相對折射率， nn2分別為材料 2的折射率， v v2分別為材料 2中的光速。 ——只有能量為電子能級差的光子才能被吸收 ——可被孤立原子吸收的光子是不多的。 光子能量恰好為孤立原子兩能級差 ， 將電子激發(fā)到高能級 。 折射、反射、散射、吸收各有其微觀機(jī)制 ——光與固體中的原子、離子、電子等的相互作用 第一：引起材料中的電子極化 ——光波的電場分量與傳播路徑上的原子作用 ， 造成電子云的負(fù)電荷中心與原子核的正電荷中心發(fā)生相對位移 ——光的部分能量被吸收 ， 光速降低 ——折射 。 入射到材料表面的光的能流率為 ?0W/m2，則有 ?0=?T+?A+?R+?S 其中 ?T、 ?A、 ?R、 ?S分別是透射、吸收、反射、散射的能流率。 rr1????cv ??考慮光的量子性，將光看成粒子，其能量量子即為光子，光子的能量 ?? hchE ??其中 ?為頻率， ?為波長， h為普朗克常數(shù)。 電磁波在真空中的傳播速度 c=3 108m/s，且有 001???c其中 ?0和 ?0分別為真空中的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率。第 10章 材料的光學(xué)性能 (Optical properties of materials) 10. 1 光與材料的作用 (Interaction between lights and materials) 10. 1. 1 光的物理本質(zhì) (Physical essence of lights) 可見光：波長處于人眼能夠感知范圍的那部分電磁波，波長范圍很窄 顏色隨波長改變 。白光是各色光的混合 光波也由電場分量與磁場分量組成 ， 這兩種分量彼此垂直且都垂直于光的傳播方向 。 光在非真空介質(zhì)中傳播時光速 其中 ?和 ?分別為介質(zhì)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率， ?r和?r分別為材料的相對介電常數(shù)和相對磁導(dǎo)率。 10. 1. 2 光與材料作用的一般規(guī)律 (General rules of the interaction between lights and materials) (a)吸收； (b)散射； (b)透射； (b), (c), (d)反射。 用 ?0除等式兩邊，則有 T+A+R+S=1 0T???T0A???A0R???R0S???S分別稱為透射率、吸收率、反射率和散射率。 第二：引起材料中電子能態(tài)的改變。 光子消失 ——吸收 這種吸收的條件為 ?E=h?ij 其中 i、 j為原子中電子的兩個能級， ?E=EiEj為這兩個能級的能級差， ?ij為能量恰好為這一能級差的光子的頻率， h為普朗克常數(shù)。 固體中 ——能帶準(zhǔn)連續(xù)，不同能量（頻率）的光子都有可能被吸收。 由材料中的光速與介電常數(shù)和磁導(dǎo)率的關(guān)系可得 其中 ?r和 ?r分別為材料的相對介電常數(shù)和相對磁導(dǎo)率。 大離子可以使原子的正負(fù)電荷中心產(chǎn)生較大的相對位移， ?r增大 ——可用大離子構(gòu)成高折射率的材料，小離子構(gòu)成低折射率的材料。 非均質(zhì)介質(zhì)（非立方晶系的晶體）：光線入射到該介質(zhì)中會產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，即出現(xiàn)兩條振動方向相互垂直、轉(zhuǎn)播速度不等的折射線。 雙折射現(xiàn)象 例如對石英， n0和 ne分別為 ；對方解石， n0和 ne分別為 。 光線從一種透明介質(zhì)進(jìn)入另一種折射率不同的介質(zhì)時 ， 總有一部分光線在界面處被反射 。 如果是從真空或空氣射入到某種材料，則有 2
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