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玻璃工艺学 玻璃工艺学 玻璃工艺基础 * * 第八章 玻璃的光学性质 玻璃的光吸收、反射、透过 A+R+T=1 一、玻璃的折射和反射 （一） 折射率 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 n通常大于1，即光在玻璃中的传播速度降低。 （二）反射率 从玻璃表面反射出去的光强与入射光强之比 第一节 玻璃的折射率 二、影响因素 ①玻璃密度 越大，n越大 ②离子极化率 越大，n越大 K Vi Ri =a / K a -极化率 N -阿佛加德罗常数 ni -折射率 d -密度 Ri -分子折射度 Mi -分子量 Vi -分子体积 (2)电价相同：半径大和小的折射率大。 半径小的降低分子体积使密度增大；半径大的极化率大。 (1)网络生成体离子： 减小折射率 不易极化，且束缚桥氧的电子云不被极化 非桥氧：量越大折射率越高 1. 组成 2、热处理的影响 n退n淬 退火保温温度越高,冷却速度越快, n越小 光学玻璃的n可通过对退火工艺控制进行调整 3、入射光波长 波长越长，折射率越小。 色散：玻璃的n随入射光波长不同而不同的现象 一、标准波长 国际统一标准: 钠光谱中的D线---波长589.3nm，黄色 氢光谱中的F线---波长486.1nm，浅兰色 氢光谱中的C线---波长656.3nm，红色 对应的折射率: nD nF nC 比较玻璃折射率时一律用nD 第二节 玻璃的光学常数 二、色散表示法 1. 平均色散 Δ= nF － nC 2. 部分色散 nd － nD、 nD － nC、 ng － nG 、 nF － nC 3. 阿贝数（色散系数） 4. 相对部分色散 如 等 三、光学玻璃分类 1.无色光学玻璃 *冕牌玻璃（K）--Crown Glass nD＞1.6 ,vD50 和 nD1.6 , vD55 K 硼硅酸盐系统，做凸透镜 轻冕QK 冕K 磷冕PK 钡冕BaK 重冕ZK 　*火石玻璃（F ）---Flint Glass 　F　钾铅硅酸盐系统，做凹透镜 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 2.有色光学玻璃（滤光玻璃） *磷酸盐玻璃。对潮湿大气作用稳定性较差，根据使用场合的不同，可加以真空镀膜处理（一般使用情况不需镀膜处理）。 *硅酸盐玻璃.对潮湿大气作用性能比较稳定 采用硒镉着色、离子着色。 · 平板玻璃透过率 T=I/I0=(1－R)2e－αl 等同吸收 使光强减弱 第三节 光透过和吸收 · 透过率 T=I/I0=e－αl 选择性吸收 产生颜色 · 光密度 D=lg1/T 常用D表示光的吸收和反射损失。 一、光吸收 二、玻璃对光的散射 机理：玻璃内存在密度不均匀区域，导致光线折射多 次而产生散射。是玻璃乳浊现象的根源。 1. 乳浊机理 （1）析晶乳浊 （2）分相乳浊 （3）气相乳浊 2. 影响乳浊因素 （1）直接因素 微粒大小 数量 Δn （2）间接因素 基玻璃组成 乳浊剂种类和数量 常用乳浊剂 硫酸盐、氟化物、磷酸盐、TiO2、SnO2等。 1、机理： 红外频率与玻璃中分子本征振动频率相近 引起共振而产生。 f --力学常数（化学键对于改变其长度的阻力） M--原子量 c --光速 第四节 玻璃的红外和紫外吸收 一、红外吸收 2、组成的影响 (1)氧化物玻璃只能透过近红外。 (2)铅玻璃及As2S3等非氧化物系统玻璃因原子量大、力学常数小，可透过波长更长的红外光。 (3)稀土元素的原子量较大，因而含稀土的玻璃具有较宽的红外透射范围。 红外玻璃是红外光学技术的关键材料，广泛使用在红外航空摄影、红外火炮控制系统、超音速飞机、导弹、卫星和各种跟踪、遥测和从地球到卫星或与其它星球通讯等。 二、紫外吸收 1、紫外吸收机理 紫外线的光子激发氧离子的电子到高能级的结果。所以λ大的波能量低，不能激发电子，全部透过。 吸收极限 透光曲线上吸收区与透光