光在玻璃中的传播.pdf

《光在玻璃中的传播.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、光在玻璃中的传播光在玻璃中传播时，会发生什么现象呢？你真的了解吗？当光线入射到玻璃上时，入射光经介质表面反射回原介质中的现象称为反射；入射光被介质吸收的现象称为吸收；而入射光经过折射穿过介质后出射的现象称为透射。玻璃有上下两个表面，在两个表面之间会发生多次反射现象，如图所示。1、反射首先，我们从反射说起，反射包括规则反射（RegularReflection）和漫反射（DiffuseReflection）。从微观上来说，无论是规则反射还是漫反射，都满足反射定律。1.1规则反射规则反射是我们通常说的镜面反射，如在平整的平板玻璃的反射中看到自己像的现象属于规则反射。R1是玻璃

2、第一个表面的分界面处的反射光通量与入射光通量之比即第一个表面分界面处的反射比，与入射角θ1、折射角θ2、入射光线所在介质折射率n1和玻璃折射率n2有关。入射角θ1和折射角θ2满足折射定律n1×sinθ1=n2×sinθ2。R1可由菲涅尔(Fresnel)公式算出：可见，R1是随着入射角变化而变化的。我们选择折射率为1.52的玻璃材料，画出光线从空气入射到玻璃上时，R1随入射角θ1的变化曲线。从图中可以发现，当入射光在入射角小于45°的区域内R1变化很小，约等于垂直入射时的R1，根据GBT2680-1994中照明和探测的几何条件可知，在光谱反射比测定中，照明光束的光轴与试

3、样表面法线夹角不超过10°,照明光束中任一光线与与光轴的夹角不超过5°。因此只考虑第一个表面时的反射比可以近似地等于垂直入射的R1，根据菲涅尔公式，垂直入射时的R1可以化简为：。当n=1.52时，。对于玻璃的第二个面，也会发生反射现象，并且，两个表面之间还存在多次反射现象。玻璃的反射比为玻璃两面反射比及多次反射比的总和。1.2漫反射规则反射仅仅是玻璃表面非常平滑时发生的现象，有的时候，玻璃表面是粗糙的，比如磨砂玻璃、压花玻璃，这时候发生的反射是漫反射，也称背向散射。漫反射使得光线在许多角度上反射，而不像规则反射中仅以一个角度反射。其中，完全漫反射的光强分布满足朗伯余弦定

4、律（Lambert′sCosineLaw）：II0cos。I0是规则反射中反射光的光强度，θ是某一方向上的漫反射光与规则反射光的夹角。可见，完全漫反射时，各个方向上的漫反射光强度呈余弦分布，当漫反射角度等于规则反射角度时，光强最大。一般具有漫反射特性的玻璃都不属于完全漫反射。2、吸收我们再来说光在玻璃中的吸收。当光线通过玻璃时，玻璃将吸收一部分光能-at量。符合比尔-朗伯定律（Beer–LambertLaw）：A=e。其中，A为吸收比（吸收光通量和入射光通量之比），a为吸收系数，t为玻璃厚度。通过公式可以看出，当玻璃材料一定时，玻璃越厚，吸收比越大。3、透射最后

5、，我们来说光在玻璃中的透射。和上述光在玻璃中的反射现象类似，此时的透射也分为两种，分别是规则透射（RegularTransmission）和前向散射（ForwardScatter）。3.1规则透射规则透射是在玻璃表面非常平滑时发生的现象，是我们通常所说的“直透射”，即光线入射到玻璃上时，仅以一个角度透射的现象。和玻璃的反射比相似，玻璃的透射比为玻璃的多次透射比的总和。3.2前向散射前向散射也称作散射透射，是由于玻璃一个或两个表面微观凹凸不平引起的不定向折射，使得光线以多角度透射，而不像规则透射中仅以一个角度透射。4、总结不同的玻璃种类，透反射形式也不尽相同。如平板玻璃，

6、Low-E玻璃等玻璃属于规则透反射，散射很小，一般也称为“透明玻璃”；磨砂玻璃、彩釉玻璃、压花玻璃等玻璃属于散射透反射，一般也称为“透光不透明玻璃”；而有的调光玻璃或变色玻璃可以控制在透明和散射之间转换。对于大部分玻璃来说，都属于规则透反射，其透反射比必须使用相应的规则透反射仪器才能准确测量，若使用其他仪器会带来误差；对于具有散射特性的玻璃，若要测量散射透反射比，必须使用相应的漫反射仪器才能准确测量。玻璃透反射看似简单，实际却较为复杂，所以，若要测量不同种类玻璃的透反射比，应明确需求，并选择合适的测量仪器。5、典型普通白玻和超白玻璃的透反射比典型普通白玻和超白玻璃的透反

7、射比可参照下表：厚度/mm白玻超白玻璃反射比/%透射比/%反射比/%透射比/%38.090.38.291.658.089.48.191.567.988.98.191.387.887.98.191.3107.887.08.191.1127.786.08.191.0157.684.68.190.8197.482.88.190.5