金属材料的光学性质课件.ppt
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- 关 键 词:
- 金属材料 光学 性质 课件
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1、4-5 材料的光学性能材料的光学性能optical properties of materials Basic principles and concepts relating to interactions of electromagnetic radiation(visible light)with solid materials(atoms).Refraction,reflection,absorption,and transmission of incident light,and their relationship.mechanism of absorption and emiss
2、ion of electromagnetic radiation in materials transparency,translucency and opacity of materials index of refraction and its application luminescence,photoconductivity,and light amplification (lasers)4-5 材料的光学性能材料的光学性能(optical properties)4-5-1 电磁辐射及其与原子的相互作用电磁辐射及其与原子的相互作用 Interactions of electromagn
3、etic radiation and atoms1、光和物质光和物质的相互作用取决于物质电磁性质电磁性质的 基本参数。电导率、介电常数和磁导率电导率、介电常数和磁导率2、相互作用是由电子跃迁和极化效应电子跃迁和极化效应实现的3、光子能量光子能量 energy E of a photon Ehchelectron transitions and electronic polarizationFIGURE 19.24、固体材料的光学性质,取决于电磁辐射与电磁辐射与材料表表 面、近表面以及材料内部面、近表面以及材料内部的电子、原子、缺陷电子、原子、缺陷之间 的相互作用4-5-2 吸收、反射和透射吸收
4、、反射和透射1、光的吸收光的吸收(photon absorption)(1)光吸收的一般规律朗伯特定律朗伯特定律 II0exAbsorbed intensity空气空气:10-5cm-1玻璃玻璃:10-2cm-1金属金属:则达几万到 几十万 -吸收系数吸收系数Absorption coefficient(2)光吸收与光波长光吸收与光波长radiation absorption and wave length在电磁波谱的可见光区可见光区:金属和半导体金属和半导体的吸收系数很大;电介质电介质材料吸收系数小。在紫外紫外吸收端:禁带宽度禁带宽度大的材料,紫外吸收端的波长较小 在红外区红外区:离子离子的
5、弹性振动与光子辐射弹性振动与光子辐射发生谐振谐振消耗能量所致 选择吸收选择吸收均匀吸收均匀吸收=hc/Eg2、光的反射光的反射(reflection)镜镜反射、漫漫反射吸收吸收-发射发射折射折射(refraction index)n21=sini/sinr mnnWW2212111 m:反射系数反射系数 R:反射率反射率(1-m):透射系数):透射系数 FIGURE 19.4FIGURE 19.5Figure19.6.3、光的透射光的透射(transmission)透射率透射率:T(1R)2el 透射率透射率T(transmissivity)、反射率反射率R(reflectivity)、吸吸收
6、率收率A(absorptivity)三者之和为1II0exR=(n-1)2/(n+1)2FIGURE 19.84、折射指数、折射指数 Refraction Index 折射折射来源于光线通过透明材料时,由于介质的电子极化使得光速降低,光线在界面弯曲的现象。折射指数的大小与介质的性质(原子或离子的尺寸、介电原子或离子的尺寸、介电常数、磁导率常数、磁导率等)和波长波长相关 表表4-5-2 各种材料在室温对可见光的各种材料在室温对可见光的折射率折射率物质n(折射率)物质n(折射率)空气空气Al2O3 CaF2Cl2(气体)Cl2(液体)金刚石金刚石H2O(水)H2O(冰)聚四氟乙烯聚四氟乙烯醋酸纤维
7、素聚甲基丙烯酸甲酯聚丙烯酚醛树脂环氧树脂低密度聚乙烯聚碳酸酯1.0002771.63-1.681.431.0007681.3852.4171.331.301.351.48-1.501.491.491.50-1.701.5-1.61.511.59玻璃(重燧石)玻璃(锌牌)KClKFNaCl石英熔融石英SrO聚丙烯腈天然橡胶聚酰胺高密度聚乙烯聚氯乙烯氯丁橡胶聚苯乙烯1.651.521.491.361.541.541.471.871.511.521.53-1.551.541.54-1.561.551.59例题例题19.21 The transmissivity T of a transparent
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