玻璃工艺学第8章.pptVIP

School of Materials Science Engineering * 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 光在玻璃中的折射示意图 第8章 玻璃的光学性质 optical property 一、玻璃的折射率 refractive index 1. 定义 N=sini/sin? 图在光波作用下玻璃中离子的电子云变形 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。 n1，即光在玻璃中的传播速度降低。原因？ 2. 影响因素 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。 （1）组成 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。 阳离子半径与玻璃折射率的关系曲线 r/? b. NF 减小折射率 半径小,电价高,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7.0） （2）温度 0 0 T?（1）d减小——n减小 （2）极化率增加；且电子振动本证、征频率减小, n增大。 有正负两种可能。 a变化不大时, ?n/? t0（主要决定于?R/? t） a变化较大时, ?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。 · 反常色散: 光波波长接近于材料吸收带时折射率 发生急剧变化，吸收带长波侧折率高 而短波方向折射率低。 · 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。 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。 nD----钠光谱中的D线,波长589.3nm,光谱色-黄色 nF-----氢光谱中F线,波长435.8 nm,光谱色-浅蓝 nC-----氢光谱中C线,波长656.3 nm,光谱色-红色 c. 阿贝数（色散倒数） d. 相对部分色散 如 等 2. 色散表示法 a. 平均色散 Δ= nF － nC 阿贝数是光学系统设计中消除色差常使用的参数,是光学玻璃的重要性质之一. b. 部分色散 nd - nD、 nD - nC、 ng – nG 和 nF - nC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，折射率低，低色散，做凸透镜。 按比重或化学组成特征分为: 轻冕QK 冕K 磷冕PK 钡冕BaK 重冕ZK等. F 铅钾硅酸盐系统 ，折射率大，色散大，硬度小， （做透镜，棱镜 ，假玉石，工艺品等） 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等 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。