文档介绍：透光和导光材料光功能材料基本知识当一束强度为I0的光入射到玻璃中时,在材料的表面会发生光的反射,另外光也会透过玻璃,常常透过的光的强度小于入射强度,这往往是由于玻璃会吸收一部分光。光的入射、反射、透射、吸收和强度关系:I0=IR+IT+IA透射率T:T=IT/I0吸收率A:A=IA/I0反射率R:R=IR/I0一、材料的光学性能T+A+R=1透射率、吸收率和反射率的大小不仅与材料有关,还与光波的波长有关。光功能材料基本知识根据透射率、吸收率和反射率之间的相对大小,材料可分为:光透明的(transparent)材料:A、R很小,可见光几乎可以全部透过。光半透明的(translucent)材料:可见光穿透比较困难。光不透明的(opaque)材料:不能透过可见光。光的折射折射率和相对折射率折射率与材料和入射光的频率有关。一、材料的光学性能光功能材料基本知识固体材料的透射、吸收和反射等光学性能的本质涉及电磁波与材料中原子、离子或电子的相互作用,最重要的二点是电子极化和电子的能量转换。1、电子极化二、材料光学性能的本质电子极化影响介电常数,折射率与介电常数有关,反射率与反射界面二侧介质的折射率有关,所以电子极化对光学性能有很大影响。2、光子与电子的能量转换光具有波动和微粒二重性,当考虑光与电子之间的能量转换时,光当成粒子,称为光子。光功能材料基本知识二、材料光学性能的本质2、光子与电子的能量转换光子是最早发现的构成物质的基本粒子之一。光子所具有的能量不是连续的,与频率v有关,光子能量E=hv。当电子与光子间发生能量转换时,或是吸收一个光子的能量,或是发射出一个光子,而不能只交换一部分光子的能量。光功能材料基本知识二、材料光学性能的本质2、光子与电子的能量转换对于电子来说,从光子处吸收的能量或给光子的能量也不是任意的,而是要刚好等于材料中电子可能存在的能级的能量差。电子和光子彼此间能量交换的这种“苛刻”条件,导致不同的材料具有完全不同的光学性能。当光子的能量给了电子,光被材料吸收;当受光激发的电子回落到低能级放出光子,光被材料反射。第八章透光和导光材料透光材料包括透可见光(~)、红外光(波长1~1000μm)和紫外光(~)的材料。一、=IT/I0,也称透光率。§,射入介质的光强为(1-R)Io,反射掉部分光强为IoR。第八章透光和导光材料一、,达到介质另一面的光强为:Io(1-R)e-al又被反射回介质内的光强为:IoR(1-R)e-al最后透射出介质的光强:IT=Io(1-R)2e-al§:T=(1-R)2e-alα吸收系数;l介质长度。一般取介质长度为1Omm的值作为标准。第八章透光和导光材料一、§,只考虑吸收不考虑反射的特征值。Dr-反射修正值。光密度的物理意义:吸收()和反射(Dr)两部分损失之和。吸收系数越大时,θ值就越小,材料的透光性能就不好。第八章透光和导光材料一、。平均色散系数的表示为:§-平均色散系数,也称阿贝数;(数值越小色散现象越厉害)nF-材料对标准谱线F(λ=Å)的折射率;nC-材料对标准谱线C(λ=Å)的折射率;nD-材料对标准谱线D(λ=Å)的折射率。nF-nC-平均色散,也称中部色散。对于玻璃,υD>50称冕玻璃,υD<50称火石玻璃。