无机材料性能学

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1、无机材料光学性能1、折射率定义，影响因素介质对光的折射性质用材料的“折射率S表示。光从真空进入介质材料时，速度降低。光在真空和材料中的速度之比即为材料的绝对折射率。介质材料的折射率一般为大于1的正数。折射率的影响因素（1）构成材料元素的离子半径（2）材料的结构、晶型（3）材料的内应力（4）同质异构体2、色散定义及应用材料的折射率随入射光频率的减小（或波长的增加）而减小的性质，称为折射率的色散。最简单的应用就是三棱镜，分出单色光。为了消除正常色散对通信的干扰，就要在此光纤后再接上一段色散反常的光纤，使光在经历了正常色散后再经历一次反常色散，从而使光信号减小失真。这叫做色散补

2、偿。3、反射.全反射定义光的反射：光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象，叫做光的反射。光线从光密介质（玻璃）进入光疏介质（空气）中时，折射角02大于入射角01。当01为某值时，02可达到90°,这时光线平行于表面传播。01继续增大时，光线就会全部向内反射回光密介质内，这种现象称为全反射。4、双折射定义光通过时，一般都要分为振动方向相互垂直、传播速度不等的两个波，构成两条折射线，这种现象称为双折射。5、解释材料吸光的物理本质。1、价电子激发——取决于能带结构。（1）金属能带结构特点：价带与导带Z间没有禁带金属光学性质：能吸收各种频率的光、不透明，反射率高（

3、2）半导体、绝缘体对光的吸收绝缘体材料的禁带宽度一般大于3.leV,不吸收可见光。对于禁带宽度小于1.8eV的材料，吸收可见光。很多半导体材料的禁带宽度小于1.8eV,2、晶格振动——取决于材料的振动特性光子的能量转化为晶格振动能6、减小陶瓷、玻璃等材料的反射损失，经常采取的措施。由多块玻璃组成的透镜系统，常常用折射率和玻璃相近的胶粘起来，这样除了最外和最内的两个表面是玻璃和空气的相对折射率外，内部各界面均是玻璃和胶的较小的相对折射率，从而大大减少了界面的反射损失。7、物体产生颜色的原因由于光吸收的选择性，导致物体吸收一定波长范围的光，而反射或透射其他波长范圉的光，从而使

4、物体显现出不同的颜色。物质呈现的颜色，是光和物体相互作用所引起的，或是物质内部电子在不同能级间跃迁的结果。颜色的起因可归结为光在物质中传播时由于反射、透射、散射等物理过程所引起。8、影响材料透光性的原因。影响材料散射的原因？晶体双折射对散射的影响？吸收系数：吸收系数与材料的性质密切相关。反射系数：反射损失与相对折射率有关，也与表面粗糙度有关。散射系数：影响透光性的主要因素。影响材料散射的原因：(1)材料的宏观及显微缺陷：材料中的缺陷与主晶相不同，于是与主晶相具有相对折射率，此值越大，反射系数越大，散射因子也越大，散射系数变大。(2)晶粒排列方向的影响：各向异性体，存在双折

5、射。多晶无机材料，相邻晶粒之间的结晶取向不同，晶粒之间会产生折射率的差别，引起晶界处的反射与散射损失。(3)气孔引起的散射损失：晶体双折射对散射的影响：由于双折射造成相邻晶粒Z间的折射率也不同。两个晶粒寻常光的相对折射率相同，即nO/nO=l,无反射损失；左晶粒的寻常光折射率皿与右晶粒的非寻常光折射率心不同，形成相对折射率nO/ne^l,造成反射系数和散射系数，引起很大的散射损失。710与必相差较小，反射和散射损失较小。710与必相差较大，反射和散射损失较大。9、材料吸收带边/带隙宽度的计算，光吸收的一般律及光散射的一般规律、公式计算？有一材料的吸收系数a=0.32cm-

6、l,透明光强分别为入射的10%,20%,50%及80%时，计算材料的厚度各为多少？-In0.1=7.2cw.A•丄—In0.2-In0.50.320.32=2.17cw-In0.80.32=0.697口wa取决于材料的性质和光的波长。一入射光以较小的入射角i和折射角r通过一透明玻璃板，若玻璃对光的衰减可忽略不计，试证明：透过后的光强为(l・m)2//sini其折射光X从妓璃与空气的另・界面射入空气WIJ—=1—机二—=(1一rnY护"W此紫外吸收端相应的波长可根据材料的禁带宽度求得：Eg=hr=hXt九=¥h-6.63xIO-34/.S10.提高无机材料透光性的措施？'

7、提高原材料纯度，降低杂质含量掺加外加剂、降低气孔率工艺措施，降低气孔率，使晶粒定向排列无机材料的电导性质1、载流子定义,种类载流子是指物质内部运载电荷的自由粒子。电子电导的载流子是电子或空穴（电子空位）。电子、空穴一一电子电导一一霍尔效应离子（正离子、负离子及其空位）2、离子电导、电子电导、本征电导、离子电导——电解效应体电解质、压敏效应、正温度系数效应定义本征电导：导带屮的电子导电和价带屮的空穴导电同时存在。离子电导：离子晶体的电导主要为离子屯导，载流子可以是荷电的间歇离子,正常格点离子，空位。离子载流子的运动伴随着明显的质