材料的光學(xué)性能

1、.第十一章第十一章 材料的光學(xué)性材料的光學(xué)性能能 11.1 11.1 光通過介質(zhì)的現(xiàn)象光通過介質(zhì)的現(xiàn)象 11.2 11.2 無機(jī)材料的透光性無機(jī)材料的透光性 11.3 11.3 界面反射與光澤界面反射與光澤 11.4 11.4 不透明性和半透明性不透明性和半透明性 11.5 11.5 其它光學(xué)性能的應(yīng)用其它光學(xué)性能的應(yīng)用光光學(xué)學(xué)性性能能的的應(yīng)應(yīng)用用基礎(chǔ)基礎(chǔ).取之不盡的能源取之不盡的能源信息載體信息載體生命之源生命之源引引 言言.透光材料透光材料激光材料激光材料光纖材料（導(dǎo)光材料）光纖材料（導(dǎo)光材料）發(fā)光材料發(fā)光材料光調(diào)制材料（電光、磁光、聲光材料）光調(diào)制材料（電光、磁光、聲光材料）光電材料光電

2、材料光信息材料光信息材料非線性光學(xué)材料非線性光學(xué)材料光學(xué)材料分類光學(xué)材料分類.光參量光參量光具有波粒二象性，既有波動性，又有粒子性。光具有波粒二象性，既有波動性，又有粒子性。照片底片感光、眼睛的視覺作用等都是由光波電場引起，所以用圖形表示照片底片感光、眼睛的視覺作用等都是由光波電場引起，所以用圖形表示光波時(shí)，通常略去磁場不畫，只畫電場。光波時(shí)，通常略去磁場不畫，只畫電場。.波長波長（ ）：兩相鄰波峰或波谷間的距離，亦即在周期性波動的傳播方向上具有相同）：兩相鄰波峰或波谷間的距離，亦即在周期性波動的傳播方向上具有相同相位的兩相鄰點(diǎn)之間的距離，即波的空間周期。相位的兩相鄰點(diǎn)之間的距離，即波的空間周

3、期。hEhc Einsten光電效應(yīng)方程：光電效應(yīng)方程：頻率頻率（ ）：每秒鐘電場完成振動周期的次數(shù)（）：每秒鐘電場完成振動周期的次數(shù)（Hz）。）。相位相位：在一個(gè)轉(zhuǎn)動周期或一個(gè)波長范圍內(nèi)，各點(diǎn)位置的度量，它是綜合頻率、時(shí)間、：在一個(gè)轉(zhuǎn)動周期或一個(gè)波長范圍內(nèi)，各點(diǎn)位置的度量，它是綜合頻率、時(shí)間、波長、距離在內(nèi)的一個(gè)角度量。是描述振動和波動狀態(tài)的一個(gè)綜合性波參量。波長、距離在內(nèi)的一個(gè)角度量。是描述振動和波動狀態(tài)的一個(gè)綜合性波參量。振幅振幅：光波中振動著的電場的最大值。光強(qiáng)的大小與振幅的平方成正比，因此振幅：光波中振動著的電場的最大值。光強(qiáng)的大小與振幅的平方成正比，因此振幅的大小決定著光的強(qiáng)弱。的

4、大小決定著光的強(qiáng)弱。.線性光學(xué)性能線性光學(xué)性能描述普通光學(xué)現(xiàn)象的重要公式表現(xiàn)出數(shù)學(xué)上的線性特描述普通光學(xué)現(xiàn)象的重要公式表現(xiàn)出數(shù)學(xué)上的線性特點(diǎn)，即介質(zhì)的電極化強(qiáng)度點(diǎn)，即介質(zhì)的電極化強(qiáng)度P與入射光波的電場與入射光波的電場E成簡成簡單的線性關(guān)系。單的線性關(guān)系。xEP0 x為介質(zhì)的極化率，為介質(zhì)的極化率， 0位真空介電常數(shù)。位真空介電常數(shù)。.11.1 11.1 光通過介質(zhì)的現(xiàn)光通過介質(zhì)的現(xiàn)象象一、折射一、折射二、色散二、色散三、反射三、反射四、介質(zhì)對光的吸收四、介質(zhì)對光的吸收五、介質(zhì)對光的散射五、介質(zhì)對光的散射.一、折射一、折射1. 概念概念當(dāng)光線依次通過不同的介質(zhì)時(shí)，光的行進(jìn)方向會發(fā)生改當(dāng)光線依次通

5、過不同的介質(zhì)時(shí)，光的行進(jìn)方向會發(fā)生改變，稱為變，稱為“折射折射”。折射現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)：折射現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)：介質(zhì)的密度不同，光通過時(shí)，傳播速介質(zhì)的密度不同，光通過時(shí)，傳播速度也不同。度也不同。2. 折射率折射率介質(zhì)對光的折射性質(zhì)用材料的介質(zhì)對光的折射性質(zhì)用材料的“折射率折射率”n表示。表示。.光從真空進(jìn)入介質(zhì)材料時(shí)，速度降低。光在真空和材料光從真空進(jìn)入介質(zhì)材料時(shí)，速度降低。光在真空和材料中的速度之比即為材料的中的速度之比即為材料的絕對折射率絕對折射率。（1 1）絕對折射率）絕對折射率介質(zhì)的介質(zhì)的折射率折射率永遠(yuǎn)為大于永遠(yuǎn)為大于1的正數(shù)。的正數(shù)?？諝猓嚎諝猓簄=1.003固體氧化物：固體氧化物： n= 1

6、.32.7硅酸鹽玻璃：硅酸鹽玻璃： n= 1.51.9材料cn .材料材料2相對于材料相對于材料1的的相對折射率相對折射率為：為：21211221sinsinvvnnn分別表示光在材料分別表示光在材料1和和材料材料2種的傳播速度。種的傳播速度。折射率折射率n1 1折射率折射率n2 2（2 2）相對折射率）相對折射率折射定律：折射定律： n1sin 1= n2sin 2光從材料光從材料1通過界面?zhèn)魅氩牧贤ㄟ^界面?zhèn)魅氩牧?時(shí)，與界面時(shí)，與界面法向所形成的入射角法向所形成的入射角 1 、折射角折射角 2與兩種與兩種材料的折射率材料的折射率n1和和n2之間的關(guān)系為：之間的關(guān)系為：.2. 影響因素影響因

7、素（1 1）構(gòu)成材料元素的離子半徑）構(gòu)成材料元素的離子半徑根據(jù)根據(jù)Maxwell電磁理論，光在介質(zhì)中的傳播速度為：電磁理論，光在介質(zhì)中的傳播速度為：對于無機(jī)材料：對于無機(jī)材料：cv nc：真空中的光速；：真空中的光速； ：介質(zhì)的介電常數(shù)；：介質(zhì)的介電常數(shù)； ：介質(zhì)的導(dǎo)磁率。：介質(zhì)的導(dǎo)磁率。1, 1n介質(zhì)的折射率隨其介電常數(shù)的增大而增大。介質(zhì)的折射率隨其介電常數(shù)的增大而增大。.折射率與介質(zhì)的極化現(xiàn)象有關(guān)。折射率與介質(zhì)的極化現(xiàn)象有關(guān)。介電常數(shù)介電常數(shù) 外加電場作用下，介質(zhì)中的正電荷沿著電場方向移動，外加電場作用下，介質(zhì)中的正電荷沿著電場方向移動，負(fù)電荷沿著反電場方向移動，這樣正負(fù)電荷的中心發(fā)負(fù)電荷

8、沿著反電場方向移動，這樣正負(fù)電荷的中心發(fā)生相對位移，這種現(xiàn)象就是介質(zhì)的生相對位移，這種現(xiàn)象就是介質(zhì)的極化極化。外加電場越。外加電場越強(qiáng)，正負(fù)電荷中心的距離越大。強(qiáng)，正負(fù)電荷中心的距離越大。介質(zhì)的離子半徑增大時(shí)，其介質(zhì)的離子半徑增大時(shí)，其 增大，因而增大，因而n也隨之增大。也隨之增大。大離子得到高折射率材料：大離子得到高折射率材料：PbS n=3.912小離子得到低折射率材料：小離子得到低折射率材料： SiCl4 n=1.412.（2 2）材料的結(jié)構(gòu)、晶型和非晶態(tài)）材料的結(jié)構(gòu)、晶型和非晶態(tài)（離子的排列）（離子的排列）光學(xué)均質(zhì)介質(zhì)：非晶態(tài)（無定型體）、等軸系晶體（各向同性）光學(xué)均質(zhì)介質(zhì)：非晶態(tài)（無

9、定型體）、等軸系晶體（各向同性）光學(xué)非均質(zhì)介質(zhì)：等軸系晶體外的其它晶體材料光學(xué)非均質(zhì)介質(zhì)：等軸系晶體外的其它晶體材料光通過時(shí)，光速不會因傳播方向的改變而變化，材料只有光通過時(shí)，光速不會因傳播方向的改變而變化，材料只有一個(gè)折射率一個(gè)折射率光通過時(shí)，一般都要分為振動方向相互垂直、傳播速度不光通過時(shí)，一般都要分為振動方向相互垂直、傳播速度不等的兩個(gè)波，構(gòu)成兩條折射線，這種現(xiàn)象稱為等的兩個(gè)波，構(gòu)成兩條折射線，這種現(xiàn)象稱為雙折射。雙折射。晶體中沿密堆積方向上具有最高的折射率。晶體中沿密堆積方向上具有最高的折射率。是非均質(zhì)晶體的特性，是材料各向異性的表現(xiàn)。是非均質(zhì)晶體的特性，是材料各向異性的表現(xiàn)。.雙折射

10、：雙折射：當(dāng)一束單色自然光在各向異性晶體的界面折射當(dāng)一束單色自然光在各向異性晶體的界面折射 時(shí)，一般產(chǎn)生兩束折射光（均為線偏振光）。時(shí)，一般產(chǎn)生兩束折射光（均為線偏振光）。尋常光尋常光(o光光) 非常光非常光(e光光)尋常光：尋常光：平行于入射面的光線的折射率平行于入射面的光線的折射率n n0 0不隨入射角的變化而不隨入射角的變化而變化，始終為一常數(shù)，服從折射定律。變化，始終為一常數(shù)，服從折射定律。 非常光：非常光：與尋常光垂直的光線的折射率與尋常光垂直的光線的折射率n ne e隨入射線方向的改變隨入射線方向的改變而變化而變化, ,不服從折射定律。不服從折射定律。 不發(fā)生雙折射的特殊方不發(fā)生雙

11、折射的特殊方向稱為向稱為“光軸光軸”，光沿，光沿光軸方向入射時(shí)，只有光軸方向入射時(shí)，只有n n0 0存在；與光軸方向垂直存在；與光軸方向垂直入射時(shí)，入射時(shí)，n ne e達(dá)到最大值。達(dá)到最大值。.（4 4）同質(zhì)異構(gòu)體）同質(zhì)異構(gòu)體垂直于受拉主應(yīng)力方向的垂直于受拉主應(yīng)力方向的n大，平行于受拉主應(yīng)力方向大，平行于受拉主應(yīng)力方向的的n小。對于壓應(yīng)力，具有相反的效果。小。對于壓應(yīng)力，具有相反的效果。v在同質(zhì)異構(gòu)材料中，高溫時(shí)的晶型折射率較低，低溫時(shí)存在同質(zhì)異構(gòu)材料中，高溫時(shí)的晶型折射率較低，低溫時(shí)存在的晶型折射率較高；在的晶型折射率較高；v相同化學(xué)組成的玻璃比晶體的折射率低。相同化學(xué)組成的玻璃比晶體的折射

12、率低。如：室溫下，如：室溫下， 石英玻璃：石英玻璃：n=1.46n=1.46 石英晶體：石英晶體：n=1.55n=1.55（3 3）材料的內(nèi)應(yīng)力）材料的內(nèi)應(yīng)力.二、色散二、色散1. 概念概念材料的折射率隨入射光頻率的減?。ɑ虿ㄩL的增加）材料的折射率隨入射光頻率的減小（或波長的增加）而減小的性質(zhì)，稱為而減小的性質(zhì)，稱為折射率的色散折射率的色散。.2. 色散系數(shù)色散系數(shù)CFDnnn1nD，nF，nC分別為以鈉的分別為以鈉的D譜線、氫的譜線、氫的F譜線和譜線和C譜線（譜線（5893， 4861， 6563）為光源，測得的折射率）為光源，測得的折射率描述光學(xué)玻璃的色散還用描述光學(xué)玻璃的色散還用平均色散

13、（平均色散（nF-nC）實(shí)用的測量色散的方法是采用固定波長下的折射率實(shí)用的測量色散的方法是采用固定波長下的折射率來測量，描述材料色散的光學(xué)參量最常用的數(shù)值是來測量，描述材料色散的光學(xué)參量最常用的數(shù)值是倒數(shù)相對色散倒數(shù)相對色散，即，即色散系數(shù)色散系數(shù)。.在自然光的透過下，在像的在自然光的透過下，在像的周圍環(huán)繞一圈色帶，克服的周圍環(huán)繞一圈色帶，克服的辦法是用不同牌號的光學(xué)玻辦法是用不同牌號的光學(xué)玻璃，分別磨成凸、凹透鏡組璃，分別磨成凸、凹透鏡組成復(fù)合鏡頭，可消除色差，成復(fù)合鏡頭，可消除色差，這種鏡頭就是這種鏡頭就是消色差鏡頭消色差鏡頭。3. 討論討論由于光學(xué)玻璃一般都或多或少具有色散現(xiàn)象，因而由于

14、光學(xué)玻璃一般都或多或少具有色散現(xiàn)象，因而使用這種材料制成的單片透鏡，成像不夠清晰，使用這種材料制成的單片透鏡，成像不夠清晰，.三、反射三、反射1. 反射系數(shù)反射系數(shù)反射系數(shù)反射系數(shù)m：WWmW，W ，W 分別為單位分別為單位間內(nèi)通過單位面積的入射間內(nèi)通過單位面積的入射光、反射光和折射光的能光、反射光和折射光的能量流。量流。W=W + W 透射系數(shù)透射系數(shù)1-m：WWmWW11 .根據(jù)波動理論：根據(jù)波動理論：vSAW2S、v分別為光束的橫截面積和傳播速度分別為光束的橫截面積和傳播速度A為振幅為振幅反射波的傳播速度與橫截面積與入射波相同反射波的傳播速度與橫截面積與入射波相同2AAWWFresnel

15、推導(dǎo)：推導(dǎo)：)()()(sin)(sin212222ritgritgririWW.角度很小，即垂直入射時(shí)：角度很小，即垂直入射時(shí)：2222222211)()()()()(sin)(sinririririritgritgririririnsinsin21介質(zhì)介質(zhì)2相對于介質(zhì)相對于介質(zhì)1的折射率：的折射率：mnnWW2212111.反射系數(shù)反射系數(shù)m與折射率與折射率n有關(guān)，若介質(zhì)有關(guān)，若介質(zhì)2對于介質(zhì)對于介質(zhì)1的相對折的相對折射率為射率為n21，當(dāng)，當(dāng)角度很小角度很小，即，即垂直入射時(shí)垂直入射時(shí)，則有：，則有：2212111nnm2. 討論討論v 垂直入射條件下，界面反射的多少，取決于相對折射率垂

16、直入射條件下，界面反射的多少，取決于相對折射率n n2 21 1；v 介質(zhì)介質(zhì)1 1為空氣，可以認(rèn)為為空氣，可以認(rèn)為n n1 1=1=1，于是，于是n n2121= = n n2 2；vn n1 1和和n n2 2相差很大，界面反射損失嚴(yán)重；相差很大，界面反射損失嚴(yán)重；v 若若n n1 1= =n n2 2，則，則m m=0=0，垂直入射時(shí)幾乎沒有反射損失；，垂直入射時(shí)幾乎沒有反射損失；v 光通過的界面越多，界面反射就越嚴(yán)重。光連續(xù)透過光通過的界面越多，界面反射就越嚴(yán)重。光連續(xù)透過x x塊反射塊反射率為率為m m的介質(zhì)時(shí)，透過部分為的介質(zhì)時(shí)，透過部分為(1-m)(1-m)2 2x x。.例：玻

17、璃的折射率例：玻璃的折射率n=1.5 光的反射損失：光的反射損失： 透過部分為：透過部分為：1-m=1-0.04=0. 96 透射光從另一界面射入空氣，透過兩個(gè)界面，透過部分為：透射光從另一界面射入空氣，透過兩個(gè)界面，透過部分為： (1-m)2=0.962=0.9216 連續(xù)透過連續(xù)透過x塊平板玻璃，透過部分為：塊平板玻璃，透過部分為：(1-m)2x04. 015 . 115 . 111222121nnm陶瓷和玻璃等材料的折射率比空氣大，所以光從空氣進(jìn)陶瓷和玻璃等材料的折射率比空氣大，所以光從空氣進(jìn)入這些材料時(shí)，反射損失嚴(yán)重。入這些材料時(shí)，反射損失嚴(yán)重。由多塊玻璃組成的透鏡系統(tǒng)，常常用折射率和

18、玻璃相近由多塊玻璃組成的透鏡系統(tǒng)，常常用折射率和玻璃相近的膠粘起來，這樣除了最外和最內(nèi)的兩個(gè)表面是玻璃和的膠粘起來，這樣除了最外和最內(nèi)的兩個(gè)表面是玻璃和空氣的相對折射率外，內(nèi)部各界面均是玻璃和膠的較小空氣的相對折射率外，內(nèi)部各界面均是玻璃和膠的較小的相對折射率，從而大大減少了界面的反射損失。的相對折射率，從而大大減少了界面的反射損失。.3. 全反射全反射光線從光密介質(zhì)（玻璃）進(jìn)入光疏介質(zhì)（空氣）中時(shí)，光線從光密介質(zhì)（玻璃）進(jìn)入光疏介質(zhì)（空氣）中時(shí)，折射角折射角 2大于入射角大于入射角 1 。當(dāng)。當(dāng) 1 為某值時(shí)，為某值時(shí)， 2可達(dá)到可達(dá)到90，這時(shí)光線平行于表面?zhèn)鞑?。這時(shí)光線平行于表面?zhèn)鞑ァ?

19、1 繼續(xù)增大時(shí)，光線就會全繼續(xù)增大時(shí)，光線就會全部向內(nèi)反射回光密介質(zhì)內(nèi)，這種現(xiàn)象稱為部向內(nèi)反射回光密介質(zhì)內(nèi)，這種現(xiàn)象稱為全反射全反射。 1 2 1折射率折射率n1 1折射率折射率n2 2 1 1 1光纖通訊光纖通訊臨界角：臨界角：sini臨界臨界=1/n1空氣空氣.四、介質(zhì)對光的吸收四、介質(zhì)對光的吸收1. 光吸收的一般規(guī)律光吸收的一般規(guī)律光作為一種能量流，在穿過介質(zhì)時(shí)，其能量的衰減光作為一種能量流，在穿過介質(zhì)時(shí)，其能量的衰減現(xiàn)象，稱為現(xiàn)象，稱為光的吸收光的吸收。厚度為厚度為x的平板材料，入射光的強(qiáng)度為的平板材料，入射光的強(qiáng)度為I0，通過該材，通過該材料后光強(qiáng)度為料后光強(qiáng)度為I，則通過材料薄層的

20、吸收損失，則通過材料薄層的吸收損失-dI正比正比于該處的光強(qiáng)于該處的光強(qiáng)I和薄層的厚度和薄層的厚度dx。能量衰減能量衰減使介質(zhì)的價(jià)電子躍遷使介質(zhì)的價(jià)電子躍遷使介質(zhì)的原子振動使介質(zhì)的原子振動價(jià)電子激發(fā)發(fā)出光子價(jià)電子激發(fā)發(fā)出光子熱能熱能.xeII0（朗伯特定律）（朗伯特定律） (Lambert)光強(qiáng)度隨穿過介質(zhì)厚度的變化符合指數(shù)衰減規(guī)律。光強(qiáng)度隨穿過介質(zhì)厚度的變化符合指數(shù)衰減規(guī)律。IdxdIxIIdxIdI00 xII0ln. ：物質(zhì)對光的：物質(zhì)對光的吸收系數(shù)吸收系數(shù)，單位為，單位為cm-1。K為吸收率。為吸收率。 取決于材料的性質(zhì)和光的波長。取決于材料的性質(zhì)和光的波長。 越大，材料越厚，光就被吸

21、收越大，材料越厚，光就被吸收的越多，透過后的光強(qiáng)度就越小。的越多，透過后的光強(qiáng)度就越小。不同材料，不同材料， 差別很大。差別很大?？諝猓嚎諝猓?10-5cm-1玻璃：玻璃： 10-2cm-1金屬：金屬： 為幾萬幾十萬，所以金屬實(shí)際上時(shí)不透明的。為幾萬幾十萬，所以金屬實(shí)際上時(shí)不透明的。/4 KxeII0由于吸收引起的光剩余強(qiáng)度為：由于吸收引起的光剩余強(qiáng)度為：.2. 光吸收與波長的關(guān)系光吸收與波長的關(guān)系(1)(1)選擇性吸收選擇性吸收材料對某一波段的光具有強(qiáng)烈的吸收作用，而對其它波段的光吸材料對某一波段的光具有強(qiáng)烈的吸收作用，而對其它波段的光吸收較弱或不吸收，這種現(xiàn)象稱為選擇性吸收。收較弱或不吸收

22、，這種現(xiàn)象稱為選擇性吸收。嚴(yán)格說一切介質(zhì)都是選擇性吸收介質(zhì)。嚴(yán)格說一切介質(zhì)都是選擇性吸收介質(zhì)。透明材料在可見光譜內(nèi)的選擇性吸收使其呈現(xiàn)不同的顏色。透明材料在可見光譜內(nèi)的選擇性吸收使其呈現(xiàn)不同的顏色。由于反射和吸收引起的光剩余強(qiáng)度為：由于反射和吸收引起的光剩余強(qiáng)度為：xemII20)1 (反射系數(shù)反射系數(shù).(2)(2)均勻吸收均勻吸收在可見光范圍內(nèi)，介質(zhì)對各種波長的光的吸收程度相同，這種現(xiàn)在可見光范圍內(nèi)，介質(zhì)對各種波長的光的吸收程度相同，這種現(xiàn)象稱為均勻吸收。象稱為均勻吸收。均勻吸收情況下，隨著吸收程度的增加，顏色從灰變到黑。均勻吸收情況下，隨著吸收程度的增加，顏色從灰變到黑。.光波在材料中遇到

23、光學(xué)性能不均勻的結(jié)構(gòu)，如含有小粒子的透明介光波在材料中遇到光學(xué)性能不均勻的結(jié)構(gòu)，如含有小粒子的透明介質(zhì)、光性能不同的晶界相、氣孔或其它夾雜物，都會引起一部分光質(zhì)、光性能不同的晶界相、氣孔或其它夾雜物，都會引起一部分光束被散射，使光束強(qiáng)度降低。束被散射，使光束強(qiáng)度降低。本質(zhì)：本質(zhì)：光波遇到不均勻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生次級波，與主波方向不一致，與主光波遇到不均勻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生次級波，與主波方向不一致，與主波合成出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，使光偏離原來的方向，引起散射。波合成出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，使光偏離原來的方向，引起散射。S：散射系數(shù)單為為：散射系數(shù)單為為cm-1。相均勻分布的材料，由于散射引起的光強(qiáng)減弱規(guī)律與吸相均勻分布的材料，由于散

24、射引起的光強(qiáng)減弱規(guī)律與吸收規(guī)律形式相同：收規(guī)律形式相同：SxeII01. 光散射的一般規(guī)律光散射的一般規(guī)律五、介質(zhì)對光的散射五、介質(zhì)對光的散射.由于吸收和散射引起的光剩余強(qiáng)度為：由于吸收和散射引起的光剩余強(qiáng)度為：xSeII)(0由于反射、吸收和散射引起的光剩余強(qiáng)度為：由于反射、吸收和散射引起的光剩余強(qiáng)度為：xSemII)(20)1 (I0：光的原始強(qiáng)度；：光的原始強(qiáng)度；I：透過厚度為：透過厚度為x的材料后，由于散射引起的剩余強(qiáng)度。的材料后，由于散射引起的剩余強(qiáng)度。.（1）質(zhì)點(diǎn)大?。┵|(zhì)點(diǎn)大小 d 時(shí)，時(shí)， S 最大。最大。 d 時(shí)，時(shí)， d ，S ;散射質(zhì)點(diǎn)的體積分?jǐn)?shù)不變：散射質(zhì)點(diǎn)的體積分?jǐn)?shù)不變

25、：2. 影響因素影響因素散射系數(shù)與散射質(zhì)點(diǎn)的大小、數(shù)量以及其與基體的相對散射系數(shù)與散射質(zhì)點(diǎn)的大小、數(shù)量以及其與基體的相對折射率等因素有關(guān)。折射率等因素有關(guān)。當(dāng)光的波長約等于散射質(zhì)點(diǎn)的直徑時(shí)，出現(xiàn)散射的峰值。當(dāng)光的波長約等于散射質(zhì)點(diǎn)的直徑時(shí)，出現(xiàn)散射的峰值。.反射、折射引起的總體散射起主導(dǎo)作用。反射、折射引起的總體散射起主導(dǎo)作用。散射系數(shù)正比于散射質(zhì)點(diǎn)的投影面積。散射系數(shù)正比于散射質(zhì)點(diǎn)的投影面積。d 時(shí)，時(shí)，2RKNSN：單位體積內(nèi)的散射質(zhì)點(diǎn)數(shù)；：單位體積內(nèi)的散射質(zhì)點(diǎn)數(shù)；R：散射質(zhì)點(diǎn)的平均半徑；：散射質(zhì)點(diǎn)的平均半徑；K：散射因素，取決于基體與質(zhì)點(diǎn)的相對折射率；：散射因素，取決于基體與質(zhì)點(diǎn)的相對折

26、射率；V：散射質(zhì)點(diǎn)的體積含量。：散射質(zhì)點(diǎn)的體積含量。NRV331RKVS43RxKVSxeIeII4300d 時(shí)，時(shí)，R越小，越小，V越大，越大，S越大。越大。.可近似采用瑞利（可近似采用瑞利（Rayleigh）散射來處理：）散射來處理：主要為米氏（主要為米氏（Mie）散射，散射效果主要與）散射，散射效果主要與粒子橫截面積成比例。粒子橫截面積成比例。d /3時(shí)，時(shí)，2224342132nnVRSd= 時(shí)，時(shí)，d 時(shí)，時(shí)，RKVS43n21=n0/ne=1.768/1.76 1，K 0，S 0，散射損失也很小。散射損失也很小。反射損失很小反射損失很小應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：.金紅石型金紅石型TiO2

27、陶瓷陶瓷n0=2.854，ne=2.567，反射系數(shù)為，反射系數(shù)為m=2.8 10-3，材材料厚料厚3mm，晶粒平均直徑為，晶粒平均直徑為3 m，理論晶界為，理論晶界為1000個(gè)，由于晶界的個(gè)，由于晶界的反射損失，反射損失，剩余光強(qiáng)：剩余光強(qiáng)：010000%6)1 (ImI反射損失很大反射損失很大d 時(shí)，時(shí)，RKVS43n21較大，較大，K 較大，較大，S 大，大，散射損失也較大散射損失也較大金紅石型金紅石型TiO2陶瓷不透光的原理陶瓷不透光的原理各向同性體，立方晶系材料（各向同性體，立方晶系材料（MgO、Y2O3）沒有雙折射，本身透明）沒有雙折射，本身透明度較高，如果使晶界玻璃相的折射率與主

28、晶相相差不大，有可能得到度較高，如果使晶界玻璃相的折射率與主晶相相差不大，有可能得到透明陶瓷材料，實(shí)現(xiàn)非常困難。透明陶瓷材料，實(shí)現(xiàn)非常困難。多晶陶瓷的透光率不如同成分的玻璃（非晶態(tài)）大，因?yàn)椴ＡР淮嬖诙嗑沾傻耐腹饴什蝗缤煞值牟ＡВǚ蔷B(tài)）大，因?yàn)椴ＡР淮嬖陔p折射，也就不存在晶界反射和散射兩種損失。雙折射，也就不存在晶界反射和散射兩種損失。.（3）氣孔引起的散射損失）氣孔引起的散射損失氣孔可看作第二相，其折射率氣孔可看作第二相，其折射率n1可看作可看作1，與基體材料的折射率，與基體材料的折射率n2相差很大，相對折射率相差很大，相對折射率n21= n2也較大，所以也較大，所以氣孔引起的反射、氣

29、孔引起的反射、散射損失散射損失比雜質(zhì)、不等向晶粒排列等因素引起的損失比雜質(zhì)、不等向晶粒排列等因素引起的損失大大。（一）材料中氣孔的體積分?jǐn)?shù)為（一）材料中氣孔的體積分?jǐn)?shù)為0.2%，氣孔的平均直徑為，氣孔的平均直徑為2 m（大于（大于可見光波長可見光波長0.390.79 m )，散射因子為，散射因子為24，則散射系數(shù)為：，則散射系數(shù)為：氣孔引起的散射損失與氣孔的直徑有關(guān)。氣孔引起的散射損失與氣孔的直徑有關(guān)。應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：)(3001. 04002. 023431mmRKVS材料厚材料厚3mm：004330%012. 010234. 1IIeII.（二）改善燒結(jié)工藝（熱等靜壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)），

30、使氣孔直徑減小到（二）改善燒結(jié)工藝（熱等靜壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)），使氣孔直徑減小到0.01 m（小于可見光波長的（小于可見光波長的1/3)，即使氣孔的含量高達(dá)，即使氣孔的含量高達(dá)0.63%， Al2O3陶瓷也是透光的。陶瓷也是透光的。材料厚材料厚3mm：0030032. 00%99. 099. 0IIeII)(0032. 0276. 1176. 1106 . 00063. 0)10005. 0(322132122243334222434mmnnVRS 提高原材料純度提高原材料純度降低雜質(zhì)含量降低雜質(zhì)含量三、提高材料透光性的措施三、提高材料透光性的措施. 摻加外加劑摻加外加劑 雜質(zhì)的折射率與基體的不

31、同，等于在基體中形成分散的散射中心，雜質(zhì)的折射率與基體的不同，等于在基體中形成分散的散射中心，使使S提高。提高。v 雜質(zhì)顆粒大?。弘s質(zhì)顆粒大小：d 或或d 從吸收損失考慮，在使用光的波段范圍內(nèi)，要求基體和雜質(zhì)的吸從吸收損失考慮，在使用光的波段范圍內(nèi)，要求基體和雜質(zhì)的吸收系數(shù)不能出現(xiàn)峰值。收系數(shù)不能出現(xiàn)峰值。.少量少量MgO+Y2O3、La2O3應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：Al2O3少量少量MgO新生晶粒表面形新生晶粒表面形成成MgOAl2O3尖尖晶石晶石細(xì)化晶粒，改善力學(xué)性能細(xì)化晶粒，改善力學(xué)性能降低氣孔率，提高透光性降低氣孔率，提高透光性n=1.72 摻加量過多，使反射和散射提高。摻加量過多，使反射

32、和散射提高。適量（適量（0.050.5%）Al2O3氧化物溶于尖晶氧化物溶于尖晶石中形成固溶體石中形成固溶體半徑大的離子置換半徑小半徑大的離子置換半徑小的離子，使尖晶石的折射的離子，使尖晶石的折射率 提 高 ， 接 近 于 基 體率 提 高 ， 接 近 于 基 體Al2O3的折射率，減少了的折射率，減少了界面反射和散射。界面反射和散射。進(jìn)一步提高進(jìn)一步提高Al2O3陶瓷的透光率：陶瓷的透光率：離子半徑分別為離子半徑分別為0.65，0.93，1.15. 工藝措施工藝措施降低氣孔率，使晶粒定向排列降低氣孔率，使晶粒定向排列v 熱壓燒結(jié)熱壓燒結(jié)v 熱等靜壓燒結(jié)熱等靜壓燒結(jié)v 熱鍛法熱鍛法有利于排除氣

33、孔有利于排除氣孔使晶粒定向排列使晶粒定向排列.4.3 4.3 界面反射與光澤界面反射與光澤一、鏡反射和漫反射一、鏡反射和漫反射二、光澤二、光澤三、顏色三、顏色.一、鏡反射和漫反射一、鏡反射和漫反射（1 1）鏡反射）鏡反射材料表面光潔度非常高時(shí)，反射光線具有明確的方向材料表面光潔度非常高時(shí)，反射光線具有明確的方向性，稱為鏡反射。性，稱為鏡反射。具有鏡反射現(xiàn)象的物體只能在反射光線方向才能看見。具有鏡反射現(xiàn)象的物體只能在反射光線方向才能看見。光的反射使人們能看到自身不發(fā)光物體的存在。光的反射使人們能看到自身不發(fā)光物體的存在。材料表面粗糙不平時(shí)，局部的入射角參差不一，反射材料表面粗糙不平時(shí)，局部的入射

34、角參差不一，反射光的方向也各式各樣，稱為漫反射。光的方向也各式各樣，稱為漫反射。材料表面越粗糙，鏡反射所占的能量分?jǐn)?shù)越小。材料表面越粗糙，鏡反射所占的能量分?jǐn)?shù)越小。漫反射使人們在各個(gè)方向都能看到物體。漫反射使人們在各個(gè)方向都能看到物體。（2 2）漫反射）漫反射.光反射應(yīng)用舉例：光反射應(yīng)用舉例：雕花玻璃器皿：高折射率，高反射率，裝飾效果好。雕花玻璃器皿：高折射率，高反射率，裝飾效果好。寶石：強(qiáng)折射、高反射，耀眼。寶石：強(qiáng)折射、高反射，耀眼。通訊用光導(dǎo)纖維通訊用光導(dǎo)纖維：光束總的內(nèi)反射高。：光束總的內(nèi)反射高。高折射高折射高反射高反射高折射高折射低反射低反射“不可見不可見”窗戶：涂層玻璃窗戶：涂層玻

35、璃大小相等，位相相反大小相等，位相相反.光澤：與鏡反射和漫反射的相對含量密切相關(guān)。表面光光澤：與鏡反射和漫反射的相對含量密切相關(guān)。表面光澤與反射影像的清晰度和完整性，即與澤與反射影像的清晰度和完整性，即與鏡反射光帶的寬鏡反射光帶的寬度和它的強(qiáng)度度和它的強(qiáng)度有密切的關(guān)系。其因素主要由折射率和表有密切的關(guān)系。其因素主要由折射率和表面光潔度決定。面光潔度決定。二、光澤二、光澤提高表面光澤提高表面光澤提高表面光潔度提高表面光潔度增加表面粗糙度增加表面粗糙度減小表面光澤減小表面光澤.三、顏色三、顏色由于光吸收的選擇性，導(dǎo)致物體吸收一定波長范圍的光，由于光吸收的選擇性，導(dǎo)致物體吸收一定波長范圍的光，而反射

36、或透射其它波長范圍的光，從而使物體呈現(xiàn)出不而反射或透射其它波長范圍的光，從而使物體呈現(xiàn)出不同的顏色。同的顏色。如：如：純銅吸收可見光譜的藍(lán)純銅吸收可見光譜的藍(lán)或紫端的光子，而反射或紫端的光子，而反射較長波長的可見光，所較長波長的可見光，所以，純銅顯紅色。以，純銅顯紅色。.光的顏色是人眼對具有不同頻光的顏色是人眼對具有不同頻率的光的視覺生理反應(yīng)的結(jié)果。率的光的視覺生理反應(yīng)的結(jié)果。眼睛對不同光的視覺靈敏度是眼睛對不同光的視覺靈敏度是隨著光的頻率（或波長），即隨著光的頻率（或波長），即光色的不同而變化的。光色的不同而變化的。大家都戴著“有色眼鏡”哦！.4.4 4.4 不透明性和半透明性不透明性和半透

37、明性一、不透明性和半透明性一、不透明性和半透明性二、乳濁劑的成分二、乳濁劑的成分三、改善乳濁性能的工藝措施三、改善乳濁性能的工藝措施四、半透明材料及改善措施四、半透明材料及改善措施.一、不透明性和半透明性一、不透明性和半透明性建筑衛(wèi)生陶瓷表面常常用釉覆蓋，搪瓷盆也用釉遮蓋。建筑衛(wèi)生陶瓷表面常常用釉覆蓋，搪瓷盆也用釉遮蓋。遮蓋底層或坯遮蓋底層或坯體的不良顏色體的不良顏色釉：表面光澤好、不透明釉：表面光澤好、不透明半透明的乳白玻璃使光線非常柔和半透明的乳白玻璃使光線非常柔和.為了提高為了提高不透明性不透明性和覆蓋能力，要求光在達(dá)到具有不同光和覆蓋能力，要求光在達(dá)到具有不同光學(xué)性能的底層前被漫反射掉

38、。學(xué)性能的底層前被漫反射掉。影響不透明性和半透明性的光學(xué)特性包括：影響不透明性和半透明性的光學(xué)特性包括： 鏡反射光的分?jǐn)?shù)（決定光澤）；鏡反射光的分?jǐn)?shù)（決定光澤）； 入射光漫反射的分?jǐn)?shù)；入射光漫反射的分?jǐn)?shù)； 直接透射光的分?jǐn)?shù)；直接透射光的分?jǐn)?shù)； 入射光漫透射的分?jǐn)?shù)。入射光漫透射的分?jǐn)?shù)。半透明性：半透明性：透射的光是擴(kuò)散開的，大部分入射光應(yīng)該透射透射的光是擴(kuò)散開的，大部分入射光應(yīng)該透射過去而不是被漫反射掉，也就是說入射光中漫透射的分?jǐn)?shù)過去而不是被漫反射掉，也就是說入射光中漫透射的分?jǐn)?shù)對于材料的半透明性起著決定性作用。對于材料的半透明性起著決定性作用。不透明性、半透明性取決于材料的反射和透射性能。不

39、透明性、半透明性取決于材料的反射和透射性能。.決定乳濁度的主要因素是：決定乳濁度的主要因素是：v 第二相的顆粒尺寸；第二相的顆粒尺寸；v 第二相的體積分?jǐn)?shù)；第二相的體積分?jǐn)?shù)；v 第二相與基體的相對折射率第二相與基體的相對折射率n21。為了達(dá)到最大的散射效果，提高乳濁度，降低透明性：為了達(dá)到最大的散射效果，提高乳濁度，降低透明性：v 乳濁劑顆粒不能與基體玻璃相發(fā)生反應(yīng)；乳濁劑顆粒不能與基體玻璃相發(fā)生反應(yīng)；v 顆粒與基體的相對折射率顆粒與基體的相對折射率n21要大；要大；v 顆粒的體積分?jǐn)?shù)要高；顆粒的體積分?jǐn)?shù)要高；v 顆粒的尺寸與入射光波長相當(dāng)。顆粒的尺寸與入射光波長相當(dāng)。為了達(dá)到不透明或半透明性

40、能，方法就是在基質(zhì)中引入第二為了達(dá)到不透明或半透明性能，方法就是在基質(zhì)中引入第二相粒子相粒子來實(shí)現(xiàn)。來實(shí)現(xiàn)。.二、乳濁劑的成分（不透明性）二、乳濁劑的成分（不透明性）構(gòu)成釉及搪瓷的主要成分（基體相）是構(gòu)成釉及搪瓷的主要成分（基體相）是，折，折射率限定在射率限定在1.491.65。乳濁劑的折射率和基體玻璃相的折射率要相差很大，還乳濁劑的折射率和基體玻璃相的折射率要相差很大，還必須能在玻璃基體中形成小顆粒，必須能在玻璃基體中形成小顆粒，根據(jù)乳濁劑的來源，根據(jù)乳濁劑的來源，乳濁劑可分為：乳濁劑可分為：v 惰性添加物；惰性添加物；v 反映產(chǎn)生的惰性產(chǎn)物；反映產(chǎn)生的惰性產(chǎn)物；v 玻璃溶體中成核結(jié)晶產(chǎn)物。

41、玻璃溶體中成核結(jié)晶產(chǎn)物。.折射率特別高，是非常有效地乳濁劑，折射率特別高，是非常有效地乳濁劑，廣泛用于要求廣泛用于要求高乳濁度的搪瓷釉中。高乳濁度的搪瓷釉中。但是沒有被用作釉和玻璃中。但是沒有被用作釉和玻璃中。TiO2原因：高溫，特別是還原氣氛下，使釉著色。原因：高溫，特別是還原氣氛下，使釉著色。搪瓷燒成溫度低不會出現(xiàn)變色。搪瓷燒成溫度低不會出現(xiàn)變色。SnO2普遍用于釉和琺瑯的優(yōu)質(zhì)乳濁劑。普遍用于釉和琺瑯的優(yōu)質(zhì)乳濁劑。缺點(diǎn)：還原氣氛下，被還原成缺點(diǎn)：還原氣氛下，被還原成SnO，乳濁效果消失。，乳濁效果消失。 稀少，介格昂貴，應(yīng)用受到限制。稀少，介格昂貴，應(yīng)用受到限制。ZrSiO4（鋯英石）（鋯

42、英石）優(yōu)點(diǎn)：乳濁效果穩(wěn)定，不受氣氛影響，成本低。優(yōu)點(diǎn)：乳濁效果穩(wěn)定，不受氣氛影響，成本低。推廣使用效果好推廣使用效果好常用的乳濁劑：常用的乳濁劑：.三、改善乳濁性能（不透明性）的工藝措施三、改善乳濁性能（不透明性）的工藝措施釉和琺瑯的制作工藝：釉和琺瑯的制作工藝：配料配料細(xì)磨成漿細(xì)磨成漿施于坯體施于坯體煅燒煅燒熔融淬冷，熔融淬冷，制成熔塊制成熔塊乳濁劑顆粒：細(xì)小、均勻、乳濁劑顆粒：細(xì)小、均勻、 熔體析晶產(chǎn)物熔體析晶產(chǎn)物微晶粒微晶粒隨燒結(jié)溫度的提高，乳濁度先隨燒結(jié)溫度的提高，乳濁度先增加，后下降，最后達(dá)到透明，增加，后下降，最后達(dá)到透明，所以焙燒溫度要適宜。所以焙燒溫度要適宜。溫度太高，釉塊完全

43、熔透，溫度太高，釉塊完全熔透，無相界，造成晶核形成困難。無相界，造成晶核形成困難。.四、半透明材料及改善措施四、半透明材料及改善措施乳白玻璃：乳白玻璃：明顯的散射，吸收最小，最大的漫透射。明顯的散射，吸收最小，最大的漫透射。在玻璃中摻入和基質(zhì)材料的折射率相近的在玻璃中摻入和基質(zhì)材料的折射率相近的NaF和和CaF2，促進(jìn)其它晶體（方石英）從熔體中析出。促進(jìn)其它晶體（方石英）從熔體中析出。單相氧化物陶瓷：單相氧化物陶瓷：半透明性半透明性是其質(zhì)量標(biāo)志，半透明性幾是其質(zhì)量標(biāo)志，半透明性幾乎只取決于氣孔的含量。對乎只取決于氣孔的含量。對于含有小氣孔的高密度單相于含有小氣孔的高密度單相陶瓷，半透明度是衡量

44、殘留陶瓷，半透明度是衡量殘留氣孔率的一中敏感尺度，是氣孔率的一中敏感尺度，是瓷品一種良好的質(zhì)量標(biāo)志。瓷品一種良好的質(zhì)量標(biāo)志。.工藝瓷（骨灰瓷和硬瓷）：工藝瓷（骨灰瓷和硬瓷）：半透明性是其主要的鑒定指標(biāo)。半透明性是其主要的鑒定指標(biāo)。構(gòu)成相：玻璃（折射率接近構(gòu)成相：玻璃（折射率接近1.5），莫來石（折射率），莫來石（折射率1.64）和石英。）和石英。其中莫來石對于散射和降低半透明性起著主要作用。其中莫來石對于散射和降低半透明性起著主要作用。增加玻璃含增加玻璃含量，減少莫來石的量，可提高半透明性。量，減少莫來石的量，可提高半透明性。v 降低氣孔含量，使焙燒溫度足夠高；降低氣孔含量，使焙燒溫度足夠高；

45、v 調(diào)整各相的折射率，使之匹配較好，調(diào)整各相的折射率，使之匹配較好，以減少散射，增加漫透射。以減少散射，增加漫透射。 液相（折射率液相（折射率1.56）+莫來石莫來石+石英石英=骨灰瓷骨灰瓷.4.5 4.5 其它光學(xué)性能的應(yīng)用其它光學(xué)性能的應(yīng)用一、發(fā)光材料一、發(fā)光材料二、熒光材料二、熒光材料三、激光材料三、激光材料四、電光與聲光材料四、電光與聲光材料五、光通訊材料五、光通訊材料.一、發(fā)光材料一、發(fā)光材料光的發(fā)射光的發(fā)射是物體中電子從高能態(tài)到低能態(tài)的躍遷產(chǎn)生的，是物體中電子從高能態(tài)到低能態(tài)的躍遷產(chǎn)生的，物體要發(fā)光，首先就得使物體中的電子處于高能態(tài)。物體要發(fā)光，首先就得使物體中的電子處于高能態(tài)。1

46、. 發(fā)光發(fā)光白熾燈絲白熾燈絲2000光與熱相伴而行要靠輻射有效地產(chǎn)生可見光，物體的溫度必須足夠高！要靠輻射有效地產(chǎn)生可見光，物體的溫度必須足夠高！熱輻射決定于物體的溫度，是一種普遍存在的現(xiàn)象。熱輻射決定于物體的溫度，是一種普遍存在的現(xiàn)象。.太陽表面太陽表面5800.冷光冷光不需要提高物體的溫度，是物體在某種外界條件不需要提高物體的溫度，是物體在某種外界條件的刺激下偏離熱平衡狀態(tài)時(shí)由激發(fā)態(tài)到基態(tài)的躍的刺激下偏離熱平衡狀態(tài)時(shí)由激發(fā)態(tài)到基態(tài)的躍遷所產(chǎn)生的輻射。是一種非平衡輻射。遷所產(chǎn)生的輻射。是一種非平衡輻射。以某種方式將能量傳遞給物體使電子提升到一定高能態(tài)以某種方式將能量傳遞給物體使電子提升到一定

47、高能態(tài)的過程，稱為的過程，稱為激發(fā)激發(fā)過程。過程。發(fā)光發(fā)光就是將所吸收的激發(fā)能轉(zhuǎn)就是將所吸收的激發(fā)能轉(zhuǎn)化為光輻射的過程?；癁楣廨椛涞倪^程。能量來源：物理能、機(jī)械能、化學(xué)能、生物能能量來源：物理能、機(jī)械能、化學(xué)能、生物能等等; ;相應(yīng)地有：物理發(fā)光、機(jī)械發(fā)光、化學(xué)發(fā)光、相應(yīng)地有：物理發(fā)光、機(jī)械發(fā)光、化學(xué)發(fā)光、生物發(fā)光等。生物發(fā)光等。.2. 自發(fā)發(fā)光與受迫發(fā)光自發(fā)發(fā)光與受迫發(fā)光自發(fā)發(fā)光自發(fā)發(fā)光：受激發(fā)的粒子（如電子），受粒子內(nèi)部電場：受激發(fā)的粒子（如電子），受粒子內(nèi)部電場作用從激發(fā)態(tài)作用從激發(fā)態(tài)A而回到基態(tài)而回到基態(tài)G時(shí)的發(fā)光。時(shí)的發(fā)光。受迫發(fā)光受迫發(fā)光：受激發(fā)的電子只有在外界因素的影響下才發(fā)：受

48、激發(fā)的電子只有在外界因素的影響下才發(fā)光。光。3. 材料的發(fā)光特征材料的發(fā)光特征 顏色特征顏色特征 不同的發(fā)光材料有著不同的發(fā)光顏色。不同的發(fā)光材料有著不同的發(fā)光顏色。 發(fā)光強(qiáng)度特征發(fā)光強(qiáng)度特征 發(fā)光強(qiáng)度代表發(fā)射光的能量，是一個(gè)客觀數(shù)值；發(fā)光的亮度是人發(fā)光強(qiáng)度代表發(fā)射光的能量，是一個(gè)客觀數(shù)值；發(fā)光的亮度是人眼的感覺，是主觀判斷的結(jié)果，其中包含了眼睛對不同顏色視覺眼的感覺，是主觀判斷的結(jié)果，其中包含了眼睛對不同顏色視覺的差別。的差別。. 發(fā)光持續(xù)時(shí)間特征發(fā)光持續(xù)時(shí)間特征 規(guī)定當(dāng)激發(fā)停止時(shí)，其發(fā)光亮度規(guī)定當(dāng)激發(fā)停止時(shí)，其發(fā)光亮度L衰減到初始亮度衰減到初始亮度L0的的10%時(shí)所時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間為經(jīng)歷的時(shí)

49、間為余輝時(shí)間余輝時(shí)間，簡稱，簡稱余輝余輝。人眼能夠感覺到余輝的長發(fā)光期間者為人眼能夠感覺到余輝的長發(fā)光期間者為磷光磷光；人眼感覺不到余輝的短發(fā)光期間者為人眼感覺不到余輝的短發(fā)光期間者為熒光熒光。熒光與磷光無嚴(yán)格區(qū)別。熒光與磷光無嚴(yán)格區(qū)別。4. 發(fā)光材料分類發(fā)光材料分類（按激發(fā)方式來分）（按激發(fā)方式來分） 光致發(fā)光材料光致發(fā)光材料發(fā)光材料在光（紫外光、紅外光、可見光等）照射下激發(fā)發(fā)光。發(fā)光材料在光（紫外光、紅外光、可見光等）照射下激發(fā)發(fā)光。 電致發(fā)光材料電致發(fā)光材料發(fā)光材料在電場或電流作用下的激發(fā)發(fā)光。發(fā)光材料在電場或電流作用下的激發(fā)發(fā)光。.發(fā)光材料在電子束或其它射線束的轟擊下的激發(fā)發(fā)光。發(fā)光材

50、料在電子束或其它射線束的轟擊下的激發(fā)發(fā)光。發(fā)光材料在熱作用下的激發(fā)發(fā)光。發(fā)光材料在熱作用下的激發(fā)發(fā)光。發(fā)光材料在等離子體的作用下的激發(fā)發(fā)光。發(fā)光材料在等離子體的作用下的激發(fā)發(fā)光。 射線致發(fā)光材料射線致發(fā)光材料 熱致發(fā)光材料熱致發(fā)光材料 等離子發(fā)光材料等離子發(fā)光材料.二、熒光材料二、熒光材料電子從激發(fā)態(tài)向低能態(tài)的躍遷時(shí)，若伴隨有熱量向周圍電子從激發(fā)態(tài)向低能態(tài)的躍遷時(shí)，若伴隨有熱量向周圍的傳遞或輻射，此過程中發(fā)射的光為的傳遞或輻射，此過程中發(fā)射的光為熒光或磷光，熒光或磷光，取決取決于激發(fā)和發(fā)射之間的時(shí)間。于激發(fā)和發(fā)射之間的時(shí)間。熒光材料的光發(fā)射主要受其中的雜質(zhì)影響，低濃度的雜熒光材料的光發(fā)射主要受

51、其中的雜質(zhì)影響，低濃度的雜質(zhì)就可起到激活劑的作用。質(zhì)就可起到激活劑的作用。應(yīng)用：應(yīng)用：熒光燈熒光燈工作原理：工作原理：汞蒸氣和惰性氣體混合氣體中的放電電能汞蒸氣和惰性氣體混合氣體中的放電電能光輻射光輻射激發(fā)放電管壁上的熒光劑激發(fā)放電管壁上的熒光劑.陰極射線管陰極射線管熒光屏熒光屏閃爍計(jì)數(shù)器閃爍計(jì)數(shù)器工作原理：工作原理：電子束激發(fā)熒光劑電子束激發(fā)熒光劑彩色電視：彩色電視：采用不同的熒光劑，電子束激發(fā)，產(chǎn)生不同頻率范采用不同的熒光劑，電子束激發(fā)，產(chǎn)生不同頻率范圍的光的發(fā)射，這樣不同的顏色就形成彩色。圍的光的發(fā)射，這樣不同的顏色就形成彩色。對對于這種電子掃描顯示屏幕，熒光劑的衰減時(shí)間是于這種電子掃描顯示屏幕，熒光劑的衰減時(shí)間是個(gè)重要的性能參數(shù)。個(gè)重要的性能參數(shù)。.三、激光材料三、激光材料激光材料由激光材料由基質(zhì)基質(zhì)和和激活離子激活離子組成，基質(zhì)的作用主要是為組成，基質(zhì)的作用主要是為激活離子（發(fā)光中心）提供一個(gè)合適的晶格場，使其產(chǎn)激活離子（發(fā)光中心）提供一個(gè)合適的晶格場，使其產(chǎn)生受激發(fā)射。生受激發(fā)射?；|(zhì)：