玻璃工艺学——玻璃的光学性质.ppt

* 玻璃工艺课件 Sunny smile Sunny smile 玻璃工艺课件 * Sunny smile 玻璃工艺课件 玻璃的光学性质 optical property 一、玻璃的折射率 refractive index 1. 定义 N=sini/sin? 绝对折射率 n0=c0 / c c0 真空中光速 相对折射率 n=c1 / c c1 空气中光速 n1，即光在玻璃中的传播速度降低。原因？ 光波为电磁波，对于玻璃是一外加交变电场，通过时会引起玻璃内部质点的极化变形，离子偶极矩改变所需能量来自光波，光波能量减小，传播速度降低。 2. 影响因素 （1）组成 ①d 越大，N 越大 ②离子极化率 越大，N 越大 K Vi Ri =a / K Ri越大，折射率越大。 Vi越大，折射率越小。 a.电价相同 半径大和小的 N大。 r小降低分子体积使密度增大；r大的极化率大。 b. NF 减小折射率 不易极化，且束缚Ob的电子云不被极化 c. Onb 量越大N越高 F-代O2-降低N（因F-的折射度2.4小于氧2.67） （2）温度 0 0 T?（1）d减小——n减小 （2）电子振动频率减小 n增大。 有正负两种可能。 室温至100?C ?n/? t0（主要决定于?R/? t） 低温 ?d/? t起决定作用， ?n/? t0 （3）入射光波长 波长越长，折射率越小。 3. 色散 定义：玻璃的n随入射光波长不同而不同的现象。 · 正常色散 折射率随波长减小而增大，色散随光波波长减小而更迅速变化。 光波波长接近于材料吸收带时折射率发生急剧变化，吸收带长波方向折射率高而 短波方向折射率低。 · 反常色散 二、玻璃的光学常数与光学玻璃分类 1. 标准波长 不同波长下测得的折射率用不同的符号表示：nD nF nC等。 2. 色散表示法 a. 平均色散 Δ= nF － nC b. 部分色散 nd - nD、 nD - nC、 ng - nG和 nF - nC等 c. 阿贝数（色散倒数） d. 相对部分色散 如 等 2. 光学玻璃分类 冕牌玻璃（K）和火石玻璃（F） * K 含碱硼硅酸盐系统，做凸透镜 轻冕QK 冕K 磷冕PK 钡冕BaK 重冕ZK * F 铅钾硅酸盐系统 轻火石QF 钡火石BaF 火石F 重钡火石ZBaF 重火石ZF 特种火石TiF 三、玻璃的光吸收、反射、透过 A+R+T=1 1. 光的反射 反射率——从玻璃表面反射出去的光强与入射光强之比 R决定于表面光洁度、入射光波长、入射角和N等。 改变反射率常用镀膜。 2. 光透过和吸收 · 透过率 T=I/I0=(1－R)2e－αl · 光密度 D=lg1/T 常用D表示光的吸收和反射损失。 T取决于光波与玻璃中粒子间的作用。 玻璃中自由电子——紫外光，Si-O网络——红外光振动频率相当。普通玻璃对紫外、红外光不透过。 氧化物系统玻璃在红外可透过6μ以下的光，As2S3等非氧化物系统可透过更长的光波。 * 光吸收 等同吸收 选择性吸收 使光强减弱 产生颜色 四、玻璃的红外和紫外吸收 1. 紫外吸收 · 吸收极限 透光曲线上吸收区与透光区间一条很陡的分界线。 · 紫外区 波长 吸收限 吸收 波长 吸收限 透过