纺织材料学13纺织材料的光学性质

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1、第十三章纺织材料的光学性质第一节概述第二节折射率和双折射率纤维的光学性质是指纤维对光的反射、折射、衍射和透射性质及光泽特征以及纤维对光的吸收激发发光、降解和耐光性质，这些性质直接影响着纤维及其制品的外观特征，使用性能及耐老化性。第一节概述2021/8/312第十三章纺织材料的光学性质1.纤维的颜色纤维的颜色取决于纤维对不同波长色光的吸收和反射能力。天然纤维的颜色取决于：⑴品种（即天然色素）；⑵生长过程中的外界因素；合成纤维的颜色取决于：⑴原料（是否含有杂质）;⑵纺丝工艺（如温度、加热、时间等）一、纤维的色泽2021/8/313第十三章纺织

2、材料的光学性质2.纤维的光泽纤维的光泽取决于：光线在纤维表面的反射情况（反射量的大小；反射光量的分布）2021/8/314第十三章纺织材料的光学性质（1）纤维光泽的形成纤维的光泽实际上是：正反射光、表面散射反射光和来自内部的散射反射光的共同贡献。透射光决定纤维的透明程度。评价光泽应同时考虑两个方面：反射光量的大小和反射光量的分布规律。反射光量很大，分布不均匀——“极光”；反射光量很大，分布较均匀——“肥光”。2021/8/315第十三章纺织材料的光学性质（2）影响纤维光泽的因素：a.纵面形态b.截面形状c.层状结构2021/8/316第十三

3、章纺织材料的光学性质■⑴光泽与观察角度有关⑵光泽与反射平面有关①有均一反射平面的纤维，其光泽感强②如蚕丝，截面为三角形，有很多的反射平面③圆形化纤无反射平面，光泽较差⑶光泽还与纤维表面的粗糙度有关天然纤维表面较粗糙，反光亮度较弱，光泽亦差，棉纤维中成熟好光泽好；羊毛中粗的优于细的。化纤表面光滑，反光亮度大，光泽强。2021/8/317第十三章纺织材料的光学性质第二节折射率和双折射率当光线照射在纤维上，在纤维（介质2）与空气或液体（介质1）的界面处将发生反射与折射现象。图层状结构纤维多层反射和折射对光泽影响的示意图2021/8/318第十三章

4、纺织材料的光学性质平行偏振光沿非光轴方向投射到纤维上时，除了在界面上产生反射光外，进入纤维的光线被分解成两条折射光，称之为纤维的双折射。其中一条：寻常光（简称o光），遵守折射定律，振动面⊥光轴，n⊥；另一条：非寻常光（简称e光），不遵守折射定律，振动面‖光轴，n‖。双折射率：△n=n‖-n⊥1．双折射现象2021/8/319第十三章纺织材料的光学性质纤维的双折射现象传播速度较慢的光，称慢光，又称e光，该方向的折射率较大传播速度较快的光，称快光，又称o光，该方向的折射率较小双折射率△n=n‖-n⊥△n>0为正晶体；△n<0为负晶体；△n=0为

5、零晶体大多数纤维为正晶体2021/8/3110第十三章纺织材料的光学性质2.纤维双折射率的测定方法及应用测量：浸没法：（寻找贝克线，测得表层折射率）光程差法：△D=d（n‖-n⊥）用石英楔子补偿法测出△D和d。2021/8/3111第十三章纺织材料的光学性质应用：1.用于判明纤维分子的取向程度△n大，取向度大。2.用于判明管状纤维的孔径或棉纤维的成熟度△n=nmax─nmin图纤维内平面偏振光的分解与双折射现象2021/8/3112第十三章纺织材料的光学性质n‖和n⊥分别为光波振动方向平行于纤维轴的平面偏振光传播时的折射率n∥和垂直于纤维轴

6、的平面偏振光传播时的折射率n⊥。其物理过程为，可由图7-13表示，当一束平面偏振光E以电矢量振动方向与纤维轴夹角θ入射纤维后，可被分解为两组相互正交的平面偏振光2021/8/3113第十三章纺织材料的光学性质表常见纤维的折射率、双折射和纤维密度（温度20±2℃，相对湿度65%±2%）2021/8/3114第十三章纺织材料的光学性质