第4章 - 材料的光学性能.pdf

CC 材料物理性能 讲稿（36学时，每周4学时） 第四章 材料的光学性能 2011/10/3110:37 西安理工大学 材料学院 何毓阳编 1 概述 光学性能的重要性 “光” 是人类最早认识和研究的最基本的自然现象，更 是现代社会生产和生活的重要组成。 材料是应用 “光现象”的基础。发光材料的进步对信息显 示技术和社会信息化有重要意义。随着科技发展，光学材 料的应用越来越广泛，对光学材料的要求也越来越高。 各种光学现象本质上是光和物质相互作用的结果，材料的 光学性质取决于物质的原子结构、晶体结构等。一方面， 通过研究光和物质相互作用的微观过程，了解光学现象的 物理本质，另一方面，通过学习和掌握与材料有关的光学 理论，可以为发展新型光学材料奠定坚实基础。 2011/10/3110:37 西安理工大学 材料学院 何毓阳编 2 概述 本章学习内容 1、光的性质和基本现象： ① 光的本质；② 基本光学现象； 2、光的吸收和色散： ① 光的吸收（本质及特征）★；②光的色散； 3、材料的光散射： ① 弹性散射；② 非弹性散射； 4 、材料的颜色和变色材料： ① 颜色的形成；② 变色材料； 5、材料的光发射：★ ① 发光的基本性质；② 分立中心发光（机制）； ③ 复合发光（机制）； 6、材料的受激辐射和激光：★ ① 受激辐射；②激光产生的条件 2011/10/3110:37 西安理工大学 材料学院 何毓阳编 3 一、光的性质和基本现象 1、光的本质 1）认识过程 ① 牛顿：粒子性 经典微粒，解释了光的反射，折射，不能解释光的干涉 和衍射； ② 惠更斯：波动性 光是一种波（类似机械波），解释了光的衍射、干涉、 反射和折射，无法解释光电效应； ③ 普朗克、爱因斯坦光量子理论：波粒二象性 粒子性：具有能量和动量，光 （量）子——能量量子化。 波动性：具有频率、波长等性质。 c h 德布罗意物质波：一切微观 E h h p    粒子均具有波粒二象性。 2011/10/3110:37 西安理工大学 材料学院 何毓阳编 4 一、光的性质和基本现象 2）光的电磁性 （1）光是电磁波：电磁场周期性振动的传播所形成的。 电场 → 周期性变化 电场 → 磁场 光波 磁场 → 周期性变化 → 电场→ 磁场 … 电磁场以波的形式朝各个方向传播。 光的本质：① 波粒二象性 ② 电磁性（波） （2 ）光是电磁波—— 横波 ① 电场强度E和磁场强度H 的振动方向垂直； ② E和H与光波的传播方向S （光的能量流动方向）垂直。 2011/10/3110:37 西安理工大学 材料