玻璃工艺08.ppt

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1、第8章玻璃的光学性质opticalproperty一、玻璃的折射率refractiveindex1.定义N=sini/sin绝对折射率n0=c0/cc0真空中光速相对折射率n=c1/cc1空气中光速n>1，即光在玻璃中的传播速度降低。原因？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。2.影响因素（1）组成①d越大，N越大②离子极化率越大，N越大KViRi=a/KRi越大，折射率越大。Vi越大，折射率越小。a.电价相同半径大和小的N大。r小降

2、低分子体积使密度增大；r大的极化率大。b.NF减小折射率不易极化，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2.67）（2）温度<0>0T（1）d减小——n减小（2）电子振动频率减小n增大。有正负两种可能。室温至100Cn/t>0（主要决定于R/t）低温d/t起决定作用，n/t<0（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。·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。光波波长接近于材料吸收带时折

3、射率发生急剧变化，吸收带长波方向折射率高而短波方向折射率低。·反常色散二、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：nDnFnC等。2.色散表示法a.平均色散Δ=nF－nCb.部分色散nd-nD、nD-nC、ng-nG和nF-nC等c.阿贝数（色散倒数）d.相对部分色散如等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，做凸透镜轻冕QK冕K磷冕PK钡冕BaK重冕ZK*F铅钾硅酸盐系统轻火石QF钡火石BaF火石F重钡火石ZBaF重火石ZF特种火石TiF三、玻璃的光吸收、反射、透

4、过A+R+T=11.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。氧化物系统玻璃在红外可透过6μ以下的光，As2S3等非氧化物系统可透过更长的光波。*光吸收等同吸收选择性吸收使光强减弱产生颜色四、玻璃的红外和紫外吸收1.紫外吸

5、收·吸收极限透光曲线上吸收区与透光区间一条很陡的分界线。·紫外区波长<吸收限吸收波长>吸收限透过·紫外吸收机理光子激发氧离子的电子到高能级的结果。λ大的，不能激发电子，全部透过。O2-与阳离子间结合力影响紫外吸收限。Ob多，吸收限偏向短波，透紫外好；Onb多，吸收限偏向长波，透紫外差。∴M越多，透紫外越差。2.红外吸收机理：红外频率与玻璃中分子本征振动频率相近，引起共振而产生。f力常数（化学键对于改变其长度的阻力）M原子量c光速氧化物玻璃只能透过近红外。非氧化物系统玻璃可透过波长更长的光。五、玻璃对光的散射（opticalscatt

6、ering)机理：玻璃内存在密度不均匀区域，导致光线折射多次而产生散射。是玻璃乳浊现象的根源。1.乳浊机理（1）析晶乳浊（2）分相乳浊（3）气相乳浊2.影响乳浊因素（1）直接因素微粒大小数量Δn（2）间接因素基玻璃组成乳浊剂种类和数量常用乳浊剂:硫酸盐、氟化物、磷酸盐、TiO2、SnO2等。