第三章 材料的物理性能

1、第一節(jié) 材料的熱學(xué)性能第二節(jié) 材料的電學(xué)性能第三節(jié) 材料的磁學(xué)性能第四節(jié) 材料的光學(xué)性能第一節(jié)第一節(jié) 熱學(xué)性能熱學(xué)性能 由于材料及其制品都是在一定的溫度環(huán)境下使用的，在使用過程中，將對不同的溫度做出反映，表現(xiàn)出不同的熱物理性能，這些熱物理性能稱為材料的熱學(xué)性能。 材料熱學(xué)性能材料熱學(xué)性能主要有熱容、熱膨脹、熱傳導(dǎo)、熱穩(wěn)定性等。 固體材料的各種熱學(xué)性能，均與構(gòu)成材料的質(zhì)點(diǎn)(原子、離子)熱振動有關(guān)，點(diǎn)陣中的質(zhì)點(diǎn)(原子、離子)總是圍繞其平衡位置作微小振動，從而產(chǎn)生熱量。這種振動稱為晶格熱振動。 晶格熱振動是三維的。在三維方向上各質(zhì)點(diǎn)熱運(yùn)動時動能的總和，即為該材料的熱量。 我們研究材料的熱學(xué)性能就是此

2、種熱量的不同表現(xiàn)形式。我們研究材料的熱學(xué)性能就是此種熱量的不同表現(xiàn)形式。熱容的利用熱容的利用北方用的暖氣片熱膨脹的利用熱膨脹的利用自控調(diào)溫劑自控調(diào)溫劑 溫度控制閥溫度控制閥 熱膨脹的避免熱膨脹的避免石英陶瓷石英陶瓷陶瓷閥陶瓷閥復(fù)合玻璃纖維板（保溫材料）復(fù)合玻璃纖維板（保溫材料）暖通空調(diào)領(lǐng)域的早暖通空調(diào)領(lǐng)域的早期應(yīng)用，主要發(fā)揮期應(yīng)用，主要發(fā)揮了它作為保溫材料了它作為保溫材料的熱學(xué)性能。的熱學(xué)性能。 保溫材料保溫材料保溫氈保溫氈保溫材料保溫材料硅酸鋁制品硅酸鋁制品 熱傳導(dǎo)材料熱傳導(dǎo)材料鋁合金散熱器鋁合金散熱器 導(dǎo)熱油導(dǎo)熱油一、熱容一、熱容 固體物質(zhì)被加熱時，特別是吸收一些能量后，溫度會上升。熱熱容

3、是反映物質(zhì)從外部環(huán)境吸收熱量的能力性質(zhì)容是反映物質(zhì)從外部環(huán)境吸收熱量的能力性質(zhì)。物體在溫度升高物體在溫度升高1K時所吸收的熱量稱作該物體的熱容時所吸收的熱量稱作該物體的熱容，所以在溫度t時物體的熱容可以表達(dá)為： 1. 1. 熱容的定義熱容的定義ttTQC)(TQ是溫度變化，所需要的能量， 加熱過程體積不變（即不對外做功）：定容熱容定容熱容加熱過程壓力不變，體積自由向外膨脹：定壓熱容定壓熱容過程參量VVTQC)(ppTQC)( 通常CpCV，但對于物質(zhì)的凝聚態(tài)，加熱過程的體積變化甚微，Cp和CV 差異很小可以忽略，但在高溫時，兩者的差別增大。n質(zhì)量大的物體比質(zhì)量小的物體難以升溫，所需要的熱量與質(zhì)

4、量有關(guān)。n定義單位質(zhì)量的熱容為比熱容，用CT表示，單位 J/(kg.K) 或或 J/(g.K) n定義1mol材料的熱容稱為摩爾熱容，用Cm表示，單位J/(mol.K) TTTQmc)(1TmTQnC)(1 工程上所用的平均熱容是指物質(zhì)在沒有相變和化學(xué)反應(yīng)條沒有相變和化學(xué)反應(yīng)條件下件下從溫度T1升高到T2所吸收熱量的平均值。12TTQC均金屬材料的熱容及影響因素金屬材料的熱容及影響因素金屬熱容由晶格振動晶格振動和自由電子自由電子兩部分貢獻(xiàn)組成，即：TTCCCeVmlVmVm3 自由電子對熱容的貢獻(xiàn)在極高溫極高溫和極低溫極低溫度下不可忽視，在常溫時與晶格振動熱容相比微不足道！2 2、熱容隨溫度的

5、變化規(guī)律、熱容隨溫度的變化規(guī)律 I區(qū)：05 K，CmT一般金屬熱容溫度關(guān)系曲線（以Cu為例）：II區(qū)：CmT3，這一溫度區(qū)間相當(dāng)大。當(dāng)溫度達(dá)到D，熱容趨于一常數(shù)3R(R為氣體常數(shù))。III區(qū)：溫度大于D，熱容曲線稍有平緩上升趨勢，Cm3R，其增加部分來源于金屬中自由電子對熱容的貢獻(xiàn)。1300 K1600 K1900 K2200 K2500 K2800 K3100 K3600 K鎢29.3230.9532.5934.5737.8443.2663鉭28.1428.9829.8530.8732.0834.06鉬30.6632.5935.1139.6948.3鈮27.6829.2330.9133.43

6、37.08金屬材料熱容Cp/J/(molK無機(jī)材料的熱容無機(jī)材料的熱容典型無機(jī)材料的熱容溫度曲線絕大多數(shù)氧化物、碳化物，熱容都是從低溫時的一個低的數(shù)值增加到1273 K左右的近似于25 J/(Kmol)。溫度進(jìn)一步增加，熱容基本不變。n熱膨脹：物體的體積或長度隨溫度的升高而增大的現(xiàn)象。 熱脹冷縮 不同物體的熱膨脹特性是不同的，有的物體隨溫度變化有較大的體積變化，有些則很小。 熱膨脹系數(shù)表征材料的熱膨脹性能二、熱膨脹二、熱膨脹1 1、熱膨脹系數(shù)、熱膨脹系數(shù) 大多數(shù)固體物質(zhì)受熱膨脹，遇冷收縮。固體物質(zhì)的長度隨溫度的變化可表示如下： )(000TTlllflfTlll0或或Fl0和lf表示溫度從T0

7、變化到Tf時的初始長度和最終長度。F參數(shù)al被稱為熱膨脹線性系數(shù)，表示溫度升高1K時物體的相對伸長。 實(shí)際上，固體材料的l值并不是一個常數(shù)，而是隨著溫度稍有變化，在工業(yè)上，一般用平均線膨脹系數(shù)表示材料的熱膨脹特性。假定試樣在溫度T0時的長度為l0，升高到溫度T，長度變?yōu)閘，則試樣在T0T范圍內(nèi)的平均線膨脹系數(shù)定義為：TllTTllll00001)()(1由溫度引起的體積變化可以由下式計算： TVVv04V和V0分別是體積變化量和初始體積；4av是熱膨脹體積系數(shù)，相當(dāng)于溫度升高1K時物體體積相對增大。 n熱膨脹系數(shù)是材料的重要性能參數(shù)之一，如果僅是在加熱或冷卻的過程中出現(xiàn)了相變，則相變可能也會引

8、起體積變化。因此在測量熱膨脹系數(shù)過程中應(yīng)當(dāng)沒有相變發(fā)生。n熱膨脹系數(shù)對儀表工業(yè)有重要意義。例如，作為零件尺寸穩(wěn)定的微波設(shè)備、諧振腔、精密計時器和宇宙航行雷達(dá)天線等，都要求在服役環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)具有較高的尺寸穩(wěn)定性，所以選用較低的熱膨脹系數(shù)的材料。注意：n晶體材料在不受外力作用時，原子處于點(diǎn)陣的平衡位置，此時結(jié)合能量最低，作用力為零。在外力作用下，原子繞平衡位置振動。n如果每個原子的平均位置不隨溫度變化，物體就不會隨著溫度升高而發(fā)生膨脹了。2、熱膨脹的物理本質(zhì)、熱膨脹的物理本質(zhì)圖3-2 實(shí)驗(yàn)熱膨脹曲線 圖3-3 固體物質(zhì)的勢能原子間距曲線 溫度升高，質(zhì)點(diǎn)平均距離增大，晶體便膨脹。熱膨脹和結(jié)合能

9、、熔點(diǎn)的關(guān)系熱膨脹和結(jié)構(gòu)的關(guān)系石英晶體膨脹系數(shù): 1210-6/K，石英玻璃的膨脹系數(shù): 0.510-6/K。 3、熱膨脹和其它性能的關(guān)系、熱膨脹和其它性能的關(guān)系熱膨脹隨溫度不同而不同一般隨溫度升高熱膨脹系數(shù)增大，如硅灰石。材料的熱膨脹直接與熱穩(wěn)定性有關(guān) 一般，線膨脹系數(shù)小的，熱穩(wěn)定性就好。 Si3N4的l=2.710-6/K，熱穩(wěn)定性很好，在陶瓷材料中也是偏低的。某些無機(jī)材料熱膨脹系數(shù)與溫度的關(guān)系三、熱傳導(dǎo)三、熱傳導(dǎo) 1.1.熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率 當(dāng)固體材料一端的溫度比另一端高時，熱量就會從熱端自動地傳向冷端，這個現(xiàn)象就稱為熱傳導(dǎo)。熱導(dǎo)率是用來描述物質(zhì)傳熱能力的性質(zhì)，即 tSdxdTQ 熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率

10、的物理意義是指單位溫度梯度下，單位時間內(nèi)通過單的物理意義是指單位溫度梯度下，單位時間內(nèi)通過單位垂直面積的熱量，它的單位為瓦特米位垂直面積的熱量，它的單位為瓦特米K(K(焦耳米焦耳米秒秒K)K)。 式中S為固體材料截面積，dT/dx溫度變化率，Q為在t時間內(nèi)材料傳遞的熱量，為熱導(dǎo)率。金屬金屬熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率非金屬非金屬熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率氣體氣體熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率鋁鋁205石棉石棉0.084空氣空氣0.024黃銅黃銅109混凝土混凝土0.837氫氣氫氣0.138銅銅385軟木軟木0.167氧氣氧氣0.0234鉛鉛347玻璃玻璃0.837銀銀414冰冰1.674鋼鋼46木材木材0.084不同材料常溫下的熱導(dǎo)率（W.

11、m-1.K-1）2 2、熱傳導(dǎo)機(jī)理、熱傳導(dǎo)機(jī)理 熱在固體物質(zhì)里的傳遞是通過格波和自由電子實(shí)現(xiàn)的，總的熱導(dǎo)率為晶格振動和自由電子熱導(dǎo)率兩者之和，可以表示為： elkkk kl和ke分別是晶格振動和電子熱導(dǎo)率。在通常情況下，二者其中之一占有優(yōu)勢。 從整體上看，處于格點(diǎn)上的原子的熱振動可描述成類似于機(jī)械波傳播的結(jié)果，這種波稱為格振動波，簡稱格波。 對于高純金屬材料，由于有大量自由電子的存在，所以能迅速地實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞，因此金屬一般都具有較大的熱導(dǎo)率。 對于非金屬材料，晶格中自由電子極少，所以晶格振動是它們的主要導(dǎo)熱機(jī)構(gòu)。在熱傳導(dǎo)中，聲子并沒有自由電子那么高效，大部分聲子被晶格缺陷散射掉了，所以非金屬

12、材料是熱的不良導(dǎo)體。 對于不純金屬材料，雜質(zhì)原子充當(dāng)了散射中心，降低電子運(yùn)動的效率，所以導(dǎo)致金屬的熱導(dǎo)率降低。圖3-4 幾種陶瓷材料熱導(dǎo)率與溫度的關(guān)系 第二節(jié)第二節(jié) 電學(xué)性能電學(xué)性能 一、材料的導(dǎo)電性一、材料的導(dǎo)電性 導(dǎo)體通過的電流I與導(dǎo)體兩端的電壓U和導(dǎo)體本身的電阻R的關(guān)系用歐姆定律來表示：RUI 電阻公式： slR材料的電導(dǎo)率和電阻率的關(guān)系為倒數(shù)關(guān)系： 1 越小，則越大，材料的導(dǎo)電性就越好，電導(dǎo)率的單位為(S/m)(西門子/米)。 根據(jù)導(dǎo)電性能的好壞，常把材料分為導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。 在外部電場作用下，帶電粒子受力運(yùn)動，從而產(chǎn)生了電流。在大多數(shù)固體材料中，電子的流動引起電流的產(chǎn)生，這種情

13、況定義為電子導(dǎo)電。此外對于離子材料，有帶電離子凈移動從而產(chǎn)生電流，稱為離子導(dǎo)電。二、材料導(dǎo)電的機(jī)理二、材料導(dǎo)電的機(jī)理 利用能帶理論能夠很好地說明物質(zhì)的導(dǎo)電性。 圖3-6 能帶填充情況示意圖a)、b)、c) 金屬 d) 絕緣體 e) 半導(dǎo)體 三、金屬的導(dǎo)電性三、金屬的導(dǎo)電性 由于金屬中存在結(jié)晶的缺陷，而這些晶體缺陷可以成為導(dǎo)電電子的發(fā)散中心，增加它們的數(shù)量可以提高電阻率（即降低電導(dǎo)率）。 一個金屬的總電阻率是由熱運(yùn)動熱運(yùn)動、雜質(zhì)雜質(zhì)、塑性變形塑性變形三種因素決定的，而這三種因素影響的發(fā)散機(jī)理是獨(dú)立作用的，可用下式所示：dittotal金屬電導(dǎo)率(m)-1銀銅金鋁黃銅鐵鉑碳素鋼不銹鋼6.81076

14、.01074.31073.81071.61071.01070.941070.61070.2107表3-3 常見金屬和合金在室溫下的電導(dǎo)率 四、半導(dǎo)體的導(dǎo)電性四、半導(dǎo)體的導(dǎo)電性 材料帶隙能量/eV電導(dǎo)率/（ m)-1電子遷移率/m2/（Vs）空位遷移率/m2/（Vs）元素Si1.11410-40.140.05Ge0.672.20.380.18-化合物GaP2.250.030.015GaAs1.4210-60.850.04InSb0.1721047.70.07-化合物CdS2.400.03ZnTe 2.26 0.33 0.01 表3-4 半導(dǎo)體材料在室溫時的帶隙能量、電導(dǎo)率、電子遷移率和空位遷移率

15、 半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率不如金屬材料的高，然而，他們所具有獨(dú)特的電學(xué)性能使其具有特殊的用途。這些材料的電學(xué)性能對微量的雜質(zhì)及其敏感。五、離子陶瓷和聚合物的導(dǎo)電性五、離子陶瓷和聚合物的導(dǎo)電性材料電導(dǎo)率/ (m)-1石墨3104-2105 聚合物苯酚甲醛10-910-10聚甲基丙烯酸甲酯(有機(jī)玻璃)10-12尼龍10-1210-13聚苯乙烯10-14聚乙烯10-1510-17聚四氟乙烯 10-17 陶瓷混凝土10-1010-11蘇打石灰玻璃10-1010-12瓷器10-13硼硅酸鹽10-13氧化鋁10-19 熔融石英 10-1010-11表3-5 典型聚合物和離子陶瓷在室溫下的電導(dǎo)率 (1) 離子材料

16、中的導(dǎo)電性：離子材料中的陽離子和陰離子有電子電荷，這樣，在電場的存在下就具有遷移或傳播的能力。 (2) 聚合物的電性能：多數(shù)聚合物材料的是電的不良導(dǎo)體，這是因?yàn)闆]有大量的電子參與導(dǎo)電。聚合物材料摻有金屬導(dǎo)體后會具有導(dǎo)電性，它們被稱為導(dǎo)電聚合物，電導(dǎo)率可達(dá)1.5107（m）-1 。 極光是太陽風(fēng)中的粒子（高能帶電粒子流）和地磁場相互作用的結(jié)果。當(dāng)它們到達(dá)地球時，與地磁場發(fā)生相互作用，使得這些粒子向南北極運(yùn)動和聚集，并且和地球高空的稀薄氣體相碰撞，結(jié)果使氣體分子受激發(fā)，從而發(fā)光。第三節(jié)第三節(jié) 磁學(xué)性能磁學(xué)性能 在醫(yī)學(xué)上，利用核磁共振可以診斷人體異常組織，判斷疾病，這就是所謂的核磁共振成像。 地磁的

17、變化可以用來勘探礦床。由于所有物質(zhì)均具有或強(qiáng)或弱的磁性，如果它們聚集在一起，便形成礦床。礦床必然對附近區(qū)域的地磁場產(chǎn)生干擾，使得地磁場出現(xiàn)異常情況。根據(jù)這一點(diǎn)，對地磁圖上磁場異常的區(qū)域進(jìn)行分析和進(jìn)一步勘探，往往可以發(fā)現(xiàn)未知的礦藏或者特殊的地質(zhì)構(gòu)造。u磁性磁性：磁性是物質(zhì)放在不均勻的磁場中會受到磁力的作用。u磁性材料磁性材料：主要是指由過度元素鐵、鈷、鎳極其合金等能夠直接或間接產(chǎn)生磁性的物質(zhì).u磁場磁場：如果將兩個磁極靠近，在兩個磁極之間會產(chǎn)生作用力同性相斥和異性相吸。磁極之間的作用力是在磁極周圍空間傳遞的，這里存在著磁力作用的特殊物質(zhì)，稱之為磁場。磁場的強(qiáng)弱可以用假想的磁力線數(shù)量來表示，磁力線

18、密的地方磁場強(qiáng)，磁力線疏的地方磁場弱。1、材料的基本磁學(xué)性質(zhì)n1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線也能使周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明電流能產(chǎn)生磁場，并且磁場的強(qiáng)弱與通電導(dǎo)線中的電流I成正比，和距導(dǎo)線軸線的距離r成反比，他將磁場強(qiáng)度H 定義為:rIH2(1)磁場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁導(dǎo)率磁場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁導(dǎo)率 進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，帶電粒子在磁場作用下運(yùn)動也會受到磁場力。當(dāng)點(diǎn)電荷垂直于磁場方向運(yùn)動時，它所受的磁場力最大，用Fmax表示，但對磁場中某一定點(diǎn)而言， Fmax與磁場的強(qiáng)弱和qv成正比，即Fmax = qvB B表示的是磁場的強(qiáng)弱，按照常規(guī)思維，應(yīng)該定義為磁場強(qiáng)度，但是磁場強(qiáng)度已經(jīng)定義成和電流相

19、關(guān)的物理量，所以將B定義為磁感應(yīng)強(qiáng)度。 磁場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度均為表征磁場性質(zhì)（即磁場強(qiáng)弱和方向）的兩個物理量。 磁場強(qiáng)度磁場強(qiáng)度則完全只是反映磁場來源的屬性； 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度是完全只是考慮磁場對于帶電粒子的作用。 n真空中，磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度H的關(guān)系， 式中0為真空磁導(dǎo)率，它是一個普適常數(shù)其值: 410-7，單位: H（亨利）/m。n磁化磁化在外磁場作用下，介質(zhì)表現(xiàn)出一定的磁性，產(chǎn)生一定的磁場，這個過程叫磁化，磁化的程度用磁化強(qiáng)度M表示，其與磁場強(qiáng)度H的關(guān)系如下：當(dāng)有介質(zhì)時，會發(fā)生什么現(xiàn)象？HMn比例系數(shù)為介質(zhì)的磁化率，僅與磁介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。它反映材料磁化的能力，沒有單位，為一純數(shù)。 可

20、正、可負(fù)，決定于材料的不同磁性類別。 磁現(xiàn)象的本質(zhì)是由于帶電物體運(yùn)動的結(jié)果。原子中電子的繞核運(yùn)動、電子本身的自旋，都會產(chǎn)生磁場。一個分子內(nèi)部全部產(chǎn)生磁場的總和叫做分子磁場。由于分子的熱運(yùn)動，分子磁場的取向是無規(guī)則的。當(dāng)物質(zhì)置入外加磁場中時，物質(zhì)內(nèi)部的分子磁場會隨之較有規(guī)則地排列，使磁場內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大。磁現(xiàn)象的本質(zhì)HH 無磁場無磁場 弱磁場弱磁場 強(qiáng)磁場強(qiáng)磁場使磁場減弱的物質(zhì)稱為抗磁性物質(zhì)；使磁場略有增強(qiáng)的稱為順磁性物質(zhì)；使磁場急劇增加的稱為鐵磁性物質(zhì)。 根據(jù)物質(zhì)被磁化后對磁場所產(chǎn)生的影響磁性材料的分類： 磁矩是描述載流線圈或微觀粒子磁性的物理量，表征磁性物體磁性的大小。磁矩越大，磁性越強(qiáng)，

21、即物體在磁場中受的力也越大。二、材料的順磁性和抗磁性二、材料的順磁性和抗磁性原子軌道磁矩包括電子軌道磁矩、電子自旋磁矩和原子核磁矩。原子核磁矩很小，與電子軌道磁矩和電子自旋磁矩相比忽略不計。原子中電子的軌道磁矩原子中電子的軌道磁矩和電子的自旋磁電子的自旋磁矩構(gòu)成了原子固有磁矩，也稱本征磁矩。材料的磁性來源于原子磁矩。如果原子中所有電子殼層都是填滿的，由于形成一個球形對稱的集體，則電子軌道磁矩和自旅磁矩各自相抵消，此時原子本征磁矩P=0。如：Ar 3s23p6若有末被填滿的電子殼層，其電子的自旋磁矩未被完全抵消，則原子就具有永久磁矩。如： Fe3s23p63d64s2n原子是否具有磁矩，取決于其

22、具體的電子殼層結(jié)構(gòu)。 順磁體的原子或離子是有磁矩的(稱為原子固有磁矩，它是電子的軌道磁矩和自旋磁矩的矢量和)，其源于原子內(nèi)未填滿的電子殼層，或源于具有奇數(shù)個電子的原子。 當(dāng)無外磁場時，由于熱振動的影響，其原子磁矩的取向是無序的，故總磁矩為零。 當(dāng)有外磁場作用，則原子磁矩便排向外磁場的方向，總磁矩便大于零而表現(xiàn)為正向磁化。1、物質(zhì)的順磁性、物質(zhì)的順磁性HH 無磁場無磁場 弱磁場弱磁場 強(qiáng)磁場強(qiáng)磁場n無磁矩存在的物質(zhì)稱為抗磁性物質(zhì)。當(dāng)抗磁體放入外磁場內(nèi)，在此介質(zhì)內(nèi)感生一個磁矩，其方向與外磁場方向相反，此種性質(zhì)稱為抗磁性。n抗磁性物質(zhì)有惰性氣體、大部分非金屬、絕大多數(shù)有機(jī)化合物及多種金屬（如銅、鋅、

23、銀、金等）。2、物質(zhì)的抗磁性、物質(zhì)的抗磁性第四節(jié)第四節(jié) 光學(xué)性能光學(xué)性能一、基本概念與原理一、基本概念與原理圖3-12 電磁波譜 電磁波譜(見圖3-12)包括電力長波、無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、x射線、 射線和宇宙射線。因此，整個可見光譜只不過是電磁波譜中的段窄小的組成部分。各種電磁波的差別僅僅在于波長的不同，也就是產(chǎn)生的方法和測量的技術(shù)和設(shè)備各不相同。 圖3-13 光照射到物體時的現(xiàn)象 在通過媒介時有些光被傳播，有些被吸收，還有些會在兩介質(zhì)界面處被反射了。發(fā)生在固體介質(zhì)表面的強(qiáng)度I0等于傳播、吸收、反射光束強(qiáng)度之和，分別表示IT、IA和IR,即：RATIIII0二、折射二、折射

24、 當(dāng)光線依次通過相鄰的兩個折射率不同的介質(zhì)時，光的行進(jìn)方向發(fā)生改變，稱為“折射”。其關(guān)系由折射定律確定：折射線在入射線通過入射點(diǎn)的法線所決定的平面上，折射線和入射線分別處于法線的兩側(cè)，入射角的正弦與折射角正弦之比，對一定的介質(zhì)來源是一個常數(shù)，即：sinsin1 . 2ini為入射角；為折射角；n2.1為相對折射率，即介質(zhì)2對介質(zhì)1的折射率。并且有：121 . 2nnn 光的折射率還可以用光在真空中的速度C與在介質(zhì)中的速度v之比，即： vCn rrcn00F和分別是特定物質(zhì)的介電常數(shù)和滲透率Fr和r分別表示介電常數(shù)和相對磁滲透率 表3-6 幾種透明材料的折射率 材料折射率平均值陶瓷硅玻璃1.458耐熱玻璃1.47蘇打石灰玻璃1.51石英玻璃1.55高致密含鉛玻璃1.65尖晶石(MgAl2O4)1.72方鎂石(MgO)1.74剛玉(Al2O3) 1.76 聚合物聚四氟乙烯1.35聚甲基丙烯酸甲酯(有機(jī)玻璃)1.49聚丙烯1.49聚乙烯1.51聚苯乙烯 1.60 三、反射三、反射 在離開介質(zhì)2重新進(jìn)人介質(zhì)1時，