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文檔簡介
材料的光學(xué)性能取之不盡得能源信息載體生命之源光引言透光材料激光材料光纖材料(導(dǎo)光材料)發(fā)光材料光調(diào)制材料(電光、磁光、聲光材料)光電材料光信息材料非線性光學(xué)材料……光學(xué)材料分類光參量光具有波粒二象性,既有波動性,又有粒子性。照片底片感光、眼睛得視覺作用等都就是由光波電場引起,所以用圖形表示光波時,通常略去磁場不畫,只畫電場。波長(
):兩相鄰波峰或波谷間得距離,亦即在周期性波動得傳播方向上具有相同相位得兩相鄰點之間得距離,即波得空間周期。Einsten光電效應(yīng)方程:頻率(
):每秒鐘電場完成振動周期得次數(shù)(Hz)。相位:在一個轉(zhuǎn)動周期或一個波長范圍內(nèi),各點位置得度量,她就是綜合頻率、時間、波長、距離在內(nèi)得一個角度量。就是描述振動和波動狀態(tài)得一個綜合性波參量。振幅:光波中振動著得電場得最大值。光強得大小與振幅得平方成正比,因此振幅得大小決定著光得強弱。線性光學(xué)性能描述普通光學(xué)現(xiàn)象得重要公式表現(xiàn)出數(shù)學(xué)上得線性特點,即介質(zhì)得電極化強度P與入射光波得電場E成簡單得線性關(guān)系。x為介質(zhì)得極化率,
0位真空介電常數(shù)?!?1、1光通過介質(zhì)得現(xiàn)象一、折射二、色散三、反射四、介質(zhì)對光得吸收五、介質(zhì)對光得散射一、折射1、概念當(dāng)光線依次通過不同得介質(zhì)時,光得行進(jìn)方向會發(fā)生改變,稱為“折射”。折射現(xiàn)象得實質(zhì):介質(zhì)得密度不同,光通過時,傳播速度也不同。2、折射率介質(zhì)對光得折射性質(zhì)用材料得“折射率”n表示。光從真空進(jìn)入介質(zhì)材料時,速度降低。光在真空和材料中得速度之比即為材料得絕對折射率。(1)絕對折射率介質(zhì)得折射率永遠(yuǎn)為大于1得正數(shù)??諝?n=1、003固體氧化物:n=1、3~2、7硅酸鹽玻璃:n=1、5~1、9材料2相對于材料1得相對折射率為:分別表示光在材料1和材料2種的傳播速度。折射率n1
1折射率n2
2(2)相對折射率折射定律:n1sin
1=n2sin
2光從材料1通過界面?zhèn)魅氩牧?時,與界面法向所形成的入射角
1、折射角
2與兩種材料的折射率n1和n2之間的關(guān)系為:大家學(xué)習(xí)辛苦了,還是要堅持繼續(xù)保持安靜2、影響因素(1)構(gòu)成材料元素得離子半徑根據(jù)Maxwell電磁理論,光在介質(zhì)中得傳播速度為:對于無機(jī)材料:c:真空中得光速;
:介質(zhì)得介電常數(shù);
:介質(zhì)得導(dǎo)磁率。介質(zhì)得折射率隨其介電常數(shù)得增大而增大。折射率與介質(zhì)得極化現(xiàn)象有關(guān)。介電常數(shù)
外加電場作用下,介質(zhì)中得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)電荷得中心發(fā)生相對位移,這種現(xiàn)象就就是介質(zhì)得極化。外加電場越強,正負(fù)電荷中心得距離越大。介質(zhì)得離子半徑增大時,其
增大,因而n也隨之增大。大離子得到高折射率材料:PbSn=3、912小離子得到低折射率材料:SiCl4
n=1、412(2)材料得結(jié)構(gòu)、晶型和非晶態(tài)(離子得排列)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)非均質(zhì)介質(zhì):等軸系晶體外得其她晶體材料光通過時,光速不會因傳播方向得改變而變化,材料只有一個折射率光通過時,一般都要分為振動方向相互垂直、傳播速度不等得兩個波,構(gòu)成兩條折射線,這種現(xiàn)象稱為雙折射。晶體中沿密堆積方向上具有最高得折射率。就是非均質(zhì)晶體得特性,就是材料各向異性得表現(xiàn)。雙折射:當(dāng)一束單色自然光在各向異性晶體得界面折射時,一般產(chǎn)生兩束折射光(均為線偏振光)。尋常光(o光)非常光(e光)尋常光:平行于入射面得光線得折射率n0不隨入射角得變化而變化,始終為一常數(shù),服從折射定律。非常光:與尋常光垂直得光線得折射率ne隨入射線方向得改變而變化,不服從折射定律。不發(fā)生雙折射得特殊方向稱為“光軸”,光沿光軸方向入射時,只有n0存在;與光軸方向垂直入射時,ne達(dá)到最大值。(4)同質(zhì)異構(gòu)體垂直于受拉主應(yīng)力方向得n大,平行于受拉主應(yīng)力方向得n小。對于壓應(yīng)力,具有相反得效果。在同質(zhì)異構(gòu)材料中,高溫時得晶型折射率較低,低溫時存在得晶型折射率較高;相同化學(xué)組成得玻璃比晶體得折射率低。如:室溫下,石英玻璃:n=1、46
石英晶體:n=1、55(3)材料得內(nèi)應(yīng)力二、色散1、概念材料得折射率隨入射光頻率得減小(或波長得增加)而減小得性質(zhì),稱為折射率得色散。2、色散系數(shù)nD,nF,nC分別為以鈉得D譜線、氫得F譜線和C譜線(5893?,4861?,6563?)為光源,測得得折射率描述光學(xué)玻璃得色散還用平均色散(nF-nC)實用得測量色散得方法就是采用固定波長下得折射率來測量,描述材料色散得光學(xué)參量最常用得數(shù)值就是倒數(shù)相對色散,即色散系數(shù)。在自然光得透過下,在像得周圍環(huán)繞一圈色帶,克服得辦法就是用不同牌號得光學(xué)玻璃,分別磨成凸、凹透鏡組成復(fù)合鏡頭,可消除色差,這種鏡頭就就是消色差鏡頭。3、討論由于光學(xué)玻璃一般都或多或少具有色散現(xiàn)象,因而使用這種材料制成得單片透鏡,成像不夠清晰,三、反射1、反射系數(shù)反射系數(shù)m:W,W′,W′′分別為單位間內(nèi)通過單位面積得入射光、反射光和折射光得能量流。W=W′+W′′透射系數(shù)1-m:根據(jù)波動理論:S、v分別為光束得橫截面積和傳播速度A為振幅反射波得傳播速度與橫截面積與入射波相同
Fresnel推導(dǎo):角度很小,即垂直入射時:介質(zhì)2相對于介質(zhì)1得折射率:
反射系數(shù)m與折射率n有關(guān),若介質(zhì)2對于介質(zhì)1得相對折射率為n21,當(dāng)角度很小,即垂直入射時,則有:2、討論垂直入射條件下,界面反射得多少,取決于相對折射率n21;介質(zhì)1為空氣,可以認(rèn)為n1=1,于就是n21=n2;n1和n2相差很大,界面反射損失嚴(yán)重;若n1=n2,則m=0,垂直入射時幾乎沒有反射損失;光通過得界面越多,界面反射就越嚴(yán)重。光連續(xù)透過x塊反射率為m得介質(zhì)時,透過部分為(1-m)2x。例:玻璃的折射率n=1.5
光的反射損失:透過部分為:1-m=1-0.04=0.96
透射光從另一界面射入空氣,透過兩個界面,透過部分為:
(1-m)2=0.962=0.9216
連續(xù)透過x塊平板玻璃,透過部分為:(1-m)2x陶瓷和玻璃等材料得折射率比空氣大,所以光從空氣進(jìn)入這些材料時,反射損失嚴(yán)重。由多塊玻璃組成得透鏡系統(tǒng),常常用折射率和玻璃相近得膠粘起來,這樣除了最外和最內(nèi)得兩個表面就是玻璃和空氣得相對折射率外,內(nèi)部各界面均就是玻璃和膠得較小得相對折射率,從而大大減少了界面得反射損失。3、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,折射角
2大于入射角
1
。當(dāng)
1
為某值時,
2可達(dá)到90°,這時光線平行于表面?zhèn)鞑ァ?/p>
1
繼續(xù)增大時,光線就會全部向內(nèi)反射回光密介質(zhì)內(nèi),這種現(xiàn)象稱為全反射。
1
2
1折射率n1
1折射率n2
2
1
1
1光纖通訊臨界角:sini臨界=1/n1空氣四、介質(zhì)對光得吸收1、光吸收得一般規(guī)律光作為一種能量流,在穿過介質(zhì)時,其能量得衰減現(xiàn)象,稱為光得吸收。厚度為x得平板材料,入射光得強度為I0,通過該材料后光強度為I’,則通過材料薄層得吸收損失-dI正比于該處得光強I和薄層得厚度dx。能量衰減使介質(zhì)得價電子躍遷使介質(zhì)得原子振動價電子激發(fā)發(fā)出光子熱能(朗伯特定律)
(Lambert)光強度隨穿過介質(zhì)厚度得變化符合指數(shù)衰減規(guī)律。
:物質(zhì)對光得吸收系數(shù),單位為cm-1。K為吸收率。
取決于材料得性質(zhì)和光得波長。
越大,材料越厚,光就被吸收得越多,透過后得光強度就越小。不同材料,
差別很大??諝?
10-5cm-1玻璃:
10-2cm-1金屬:
為幾萬~幾十萬,所以金屬實際上時不透明得。由于吸收引起得光剩余強度為:2、光吸收與波長得關(guān)系(1)選擇性吸收材料對某一波段得光具有強烈得吸收作用,而對其她波段得光吸收較弱或不吸收,這種現(xiàn)象稱為選擇性吸收。嚴(yán)格說一切介質(zhì)都就是選擇性吸收介質(zhì)。透明材料在可見光譜內(nèi)得選擇性吸收使其呈現(xiàn)不同得顏色。由于反射和吸收引起得光剩余強度為:反射系數(shù)(2)均勻吸收在可見光范圍內(nèi),介質(zhì)對各種波長得光得吸收程度相同,這種現(xiàn)象稱為均勻吸收。均勻吸收情況下,隨著吸收程度得增加,顏色從灰變到黑。光波在材料中遇到光學(xué)性能不均勻得結(jié)構(gòu),如含有小粒子得透明介質(zhì)、光性能不同得晶界相、氣孔或其她夾雜物,都會引起一部分光束被散射,使光束強度降低。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,與主波合成出現(xiàn)干涉現(xiàn)象,使光偏離原來得方向,引起散射。S:散射系數(shù)單為為cm-1。相均勻分布得材料,由于散射引起得光強減弱規(guī)律與吸收規(guī)律形式相同:1、光散射得一般規(guī)律五、介質(zhì)對光得散射由于吸收和散射引起得光剩余強度為:由于反射、吸收和散射引起得光剩余強度為:I0:光得原始強度;I:透過厚度為x得材料后,由于散射引起得剩余強度。(1)質(zhì)點大小d
時,S最大。
d<
時,d
,S;d>
時,d
,S;散射質(zhì)點得體積分?jǐn)?shù)不變:2、影響因素散射系數(shù)與散射質(zhì)點得大小、數(shù)量以及其與基體得相對折射率等因素有關(guān)。當(dāng)光得波長約等于散射質(zhì)點得直徑時,出現(xiàn)散射得峰值。反射、折射引起得總體散射起主導(dǎo)作用。散射系數(shù)正比于散射質(zhì)點得投影面積。d>
時,N:單位體積內(nèi)得散射質(zhì)點數(shù);R:散射質(zhì)點得平均半徑;K:散射因素,取決于基體與質(zhì)點得相對折射率;V:散射質(zhì)點得體積含量。d>
時,R越小,V越大,S越大。可近似采用瑞利(Rayleigh)散射來處理:主要為米氏(Mie)散射,散射效果主要與粒子橫截面積成比例。d</3時,d=
時,d</3時,R越大,V越大,S越大。(2)散射質(zhì)點與基體得相對折射率散射質(zhì)點與基體得相對折射率越大,散射越嚴(yán)重?!?、2無機(jī)材料得透光性一、透光率二、材料透光性得影響因素三、提高材料透光性得措施一、透光率透光率就是個綜合指標(biāo),指光通過材料后,剩余光能占入射光能得百分比。原始光材料剩余光反射散射吸收透光率:反射損失:吸收和散射損失
吸收系數(shù)吸收系數(shù)與材料得性質(zhì)密切相關(guān)。金屬材料:吸收系數(shù)太大,不透光。陶瓷、玻璃、高分子介電材料:在可見光范圍內(nèi)吸收系數(shù)較低,在影響透光性得因素中不占主要地位。
反射系數(shù)反射損失與相對折射率有關(guān),也與表面粗糙度有關(guān)。二、材料透光性得影響因素
散射系數(shù)(1)材料得宏觀及顯微缺陷除純晶體和玻璃體具有良好得透光性外,多晶多相材料,內(nèi)含雜質(zhì)、氣孔、晶界、微裂紋等缺陷,看上去就是不透明得,主要就是由于散射引起得。散射系數(shù)就是影響透光性得主要因素。材料中得缺陷與主晶相不同,于就是與主晶相具有相對折射率,此值越大,反射系數(shù)越大,散射因子也越大,散射系數(shù)變大。(2)晶粒排列方向得影響各向異性體,存在雙折射。n0與ne相差較小,反射和散射損失較小。n0與ne相差較大,反射和散射損失較大。多晶無機(jī)材料,相鄰晶粒之間得結(jié)晶取向不同。這樣,由于雙折射造成相鄰晶粒之間得折射率也不同。n0n0、ne兩個晶粒尋常光得相對折射率相同,即n0/n0=1,無反射損失;左晶粒得尋常光折射率n0與右晶粒得非尋常光折射率ne不同,形成相對折射率n0/ne
1,造成反射系數(shù)和散射系數(shù),引起很大得散射損失。影響多晶無機(jī)材料透光率得主要因素就就是晶體得雙折射率。
-Al2O3晶體得n0=1、76,ne=1、768,若相鄰晶粒得取向互相垂直,晶界面得反射損失為:材料厚2mm,晶粒平均直徑為10m,理論晶界為200個,由于晶界得反射損失,剩余光強:透明Al2O3得原理,石英玻璃和微晶玻璃得透光率也很高。d>>
時,n21=n0/ne=1.768/1.761,K0,S0,散射損失也很小。反射損失很小應(yīng)用舉例:金紅石型TiO2陶瓷n0=2、854,ne=2、567,反射系數(shù)為m=2、810-3,材料厚3mm,晶粒平均直徑為3m,理論晶界為1000個,由于晶界得反射損失,剩余光強:反射損失很大d>>
時,n21較大,K較大,S大,散射損失也較大金紅石型TiO2陶瓷不透光得原理各向同性體,立方晶系材料(MgO、Y2O3)沒有雙折射,本身透明度較高,如果使晶界玻璃相得折射率與主晶相相差不大,有可能得到透明陶瓷材料,實現(xiàn)非常困難。多晶陶瓷得透光率不如同成分得玻璃(非晶態(tài))大,因為玻璃不存在雙折射,也就不存在晶界反射和散射兩種損失。(3)氣孔引起得散射損失氣孔可看作第二相,其折射率n1可看作1,與基體材料得折射率n2相差很大,相對折射率n21=n2也較大,所以氣孔引起得反射、散射損失比雜質(zhì)、不等向晶粒排列等因素引起得損失大。(一)材料中氣孔得體積分?jǐn)?shù)為0、2%,氣孔得平均直徑為2m(大于可見光波長0、39~0、79m),散射因子為2~4,則散射系數(shù)為:氣孔引起得散射損失與氣孔得直徑有關(guān)。應(yīng)用舉例:材料厚3mm:(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、01m(小于可見光波長得1/3),即使氣孔得含量高達(dá)0、63%,Al2O3陶瓷也就是透光得。材料厚3mm:
提高原材料純度降低雜質(zhì)含量三、提高材料透光性得措施
摻加外加劑雜質(zhì)得折射率與基體得不同,等于在基體中形成分散得散射中心,使S提高。雜質(zhì)顆粒大小:d>>
或d<<
雜質(zhì)含量:少雜質(zhì)與基體之間得相對折射率:小降低氣孔率摻加劑雜質(zhì)質(zhì)點,使散射損失提高。降低氣孔率,顯著提高了材料得透光率。>>從吸收損失考慮,在使用光得波段范圍內(nèi),要求基體和雜質(zhì)得吸收系數(shù)不能出現(xiàn)峰值。少量MgO+Y2O3、La2O3應(yīng)用舉例:Al2O3少量MgO新生晶粒表面形成MgO·Al2O3尖晶石細(xì)化晶粒,改善力學(xué)性能降低氣孔率,提高透光性n=1.72摻加量過多,使反射和散射提高。適量(0.05~0.5%)Al2O3氧化物溶于尖晶石中形成固溶體半徑大得離子置換半徑小得離子,使尖晶石得折射率提高,接近于基體Al2O3得折射率,減少了界面反射和散射。進(jìn)一步提高Al2O3陶瓷得透光率:離子半徑分別為0、65?,0、93?,1、15?
工藝措施降低氣孔率,使晶粒定向排列熱壓燒結(jié)熱等靜壓燒結(jié)熱鍛法有利于排除氣孔使晶粒定向排列§4、3界面反射與光澤一、鏡反射和漫反射二、光澤三、顏色一、鏡反射和漫反射(1)鏡反射材料表面光潔度非常高時,反射光線具有明確得方向性,稱為鏡反射。具有鏡反射現(xiàn)象得物體只能在反射光線方向才能看見。光得反射使人們能看到自身不發(fā)光物體得存在。材料表面粗糙不平時,局部得入射角參差不一,反射光得方向也各式各樣,稱為漫反射。材料表面越粗糙,鏡反射所占得能量分?jǐn)?shù)越小。漫反射使人們在各個方向都能看到物體。(2)漫反射光反射應(yīng)用舉例:雕花玻璃器皿:高折射率,高反射率,裝飾效果好。寶石:強折射、高反射,耀眼。通訊用光導(dǎo)纖維:光束總得內(nèi)反射高。高折射高反射高折射低反射“不可見”窗戶:涂層玻璃大小相等,位相相反光澤:與鏡反射和漫反射得相對含量密切相關(guān)。表面光澤與反射影像得清晰度和完整性,即與鏡反射光帶得寬度和她得強度有密切得關(guān)系。其因素主要由折射率和表面光潔度決定。二、光澤提高表面光澤提高表面光潔度增加表面粗糙度減小表面光澤三、顏色由于光吸收得選擇性,導(dǎo)致物體吸收一定波長范圍得光,而反射或透射其她波長范圍得光,從而使物體呈現(xiàn)出不同得顏色。如:純銅吸收可見光譜得藍(lán)或紫端得光子,而反射較長波長得可見光,所以,純銅顯紅色。光得顏色就是人眼對具有不同頻率得光得視覺生理反應(yīng)得結(jié)果。眼睛對不同光得視覺靈敏度就是隨著光得頻率(或波長),即光色得不同而變化得。大家都戴著“有色眼鏡”哦!§4、4不透明性和半透明性一、不透明性和半透明性二、乳濁劑得成分三、改善乳濁性能得工藝措施四、半透明材料及改善措施一、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。遮蓋底層或坯體得不良顏色釉:表面光澤好、不透明半透明得乳白玻璃使光線非常柔和為了提高不透明性和覆蓋能力,要求光在達(dá)到具有不同光學(xué)性能得底層前被漫反射掉。影響不透明性和半透明性得光學(xué)特性包括:鏡反射光得分?jǐn)?shù)(決定光澤);入射光漫反射得分?jǐn)?shù);直接透射光得分?jǐn)?shù);入射光漫透射得分?jǐn)?shù)。半透明性:透射得光就是擴(kuò)散開得,大部分入射光應(yīng)該透射過去而不就是被漫反射掉,也就就是說入射光中漫透射得分?jǐn)?shù)對于材料得半透明性起著決定性作用。不透明性、半透明性取決于材料得反射和透射性能。決定乳濁度得主要因素就是:第二相得顆粒尺寸;第二相得體積分?jǐn)?shù);第二相與基體得相對折射率n21。為了達(dá)到最大得散射效果,提高乳濁度,降低透明性:乳濁劑顆粒不能與基體玻璃相發(fā)生反應(yīng);顆粒與基體得相對折射率n21要大;顆粒得體積分?jǐn)?shù)要高;顆粒得尺寸與入射光波長相當(dāng)。為了達(dá)到不透明或半透明性能,方法就就是在基質(zhì)中引入第二相粒子—乳濁劑來實現(xiàn)。
反射系數(shù)
散射系數(shù)二、乳濁劑得成分(不透明性)構(gòu)成釉及搪瓷得主要成分(基體相)就是硅酸鹽玻璃,折射率限定在1、49—1、65。乳濁劑得折射率和基體玻璃相得折射率要相差很大,還必須能在玻璃基體中形成小顆粒,根據(jù)乳濁劑得來源,乳濁劑可分為:惰性添加物;反映產(chǎn)生得惰性產(chǎn)物;玻璃溶體中成核結(jié)晶產(chǎn)物。折射率特別高,就是非常有效地乳濁劑,廣泛用于要求高乳濁度得搪瓷釉中。但就是沒有被用作釉和玻璃中。TiO2原因:高溫,特別就是還原氣氛下,使釉著色。搪瓷燒成溫度低不會出現(xiàn)變色。SnO2普遍用于釉和琺瑯得優(yōu)質(zhì)乳濁劑。缺點:還原氣氛下,被還原成SnO,乳濁效果消失。稀少,介格昂貴,應(yīng)用受到限制。ZrSiO4(鋯英石)優(yōu)點:乳濁效果穩(wěn)定,不受氣氛影響,成本低。推廣使用效果好常用得乳濁劑:三、改善乳濁性能(不透明性)得工藝措施釉和琺瑯得制作工藝:配料細(xì)磨成漿施于坯體煅燒熔融淬冷,制成熔塊乳濁劑顆粒:細(xì)小、均勻、熔體析晶產(chǎn)物—微晶粒隨燒結(jié)溫度的提高,乳濁度先增加,后下降,最后達(dá)到透明,所以焙燒溫度要適宜。溫度太高,釉塊完全熔透,無相界,造成晶核形成困難。四、半透明材料及改善措施乳白玻璃:明顯得散射,吸收最小,最大得漫透射。在玻璃中摻入和基質(zhì)材料得折射率相近得NaF和CaF2,促進(jìn)其她晶體(方石英)從熔體中析出。單相氧化物陶瓷:半透明性就是其質(zhì)量標(biāo)志,半透明性幾乎只取決于氣孔得含量。對于含有小氣孔得高密度單相陶瓷,半透明度就是衡量殘留氣孔率得一中敏感尺度,就是瓷品一種良好得質(zhì)量標(biāo)志。工藝瓷(骨灰瓷和硬瓷):半透明性就是其主要得鑒定指標(biāo)。構(gòu)成相:玻璃(折射率接近1、5),莫來石(折射率1、64)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。增加玻璃含量,減少莫來石得量,可提高半透明性。改善半透明性得措施降低氣孔含量,使焙燒溫度足夠高;調(diào)整各相得折射率,使之匹配較好,以減少散射,增加漫透射。液相(折射率1、56)+莫來石+石英=骨灰瓷§4、5其她光學(xué)性能得應(yīng)用一、發(fā)光材料二、熒光材料三、激光材料四、電光與聲光材料五、光通訊材料一、發(fā)光材料光得發(fā)射就是物體中電子從高能態(tài)到低能態(tài)得躍遷產(chǎn)生得,物體要發(fā)光,首先就得使物體中得電子處于高能態(tài)。1、發(fā)光白熾燈絲2000℃光與熱相伴而行爐火純青要靠輻射有效地產(chǎn)生可見光,物體得溫度必須足夠高!熱輻射決定于物體得溫度,就是一種普遍存在得現(xiàn)象。太陽表面5800℃冷光不需要提高物體得溫度,就是物體在某種外界條件得刺激下偏離熱平衡狀態(tài)時由激發(fā)態(tài)到基態(tài)得躍遷所產(chǎn)生得輻射。就是一種非平衡輻射。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)得過程,稱為激發(fā)過程。發(fā)光就就是將所吸收得激發(fā)能轉(zhuǎn)化為光輻射得過程。能量來源:物理能、機(jī)械能、化學(xué)能、生物能等;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。2、自發(fā)發(fā)光與受迫發(fā)光自發(fā)發(fā)光:受激發(fā)得粒子(如電子),受粒子內(nèi)部電場作用從激發(fā)態(tài)A而回到基態(tài)G時得發(fā)光。受迫發(fā)光:受激發(fā)得電子只有在外界因素得影響下才發(fā)光。3、材料得發(fā)光特征顏色特征
不同得發(fā)光材料有著不同得發(fā)光顏色。發(fā)光強度特征
發(fā)光強度代表發(fā)射光得能量,就是一個客觀數(shù)值;發(fā)光得亮度就是人眼得感覺,就是主觀判斷得結(jié)果,其中包含了眼睛對不同顏色視覺得差別。發(fā)光持續(xù)時間特征
規(guī)定當(dāng)激發(fā)停止時,其發(fā)光亮度L衰減到初始亮度L0得10%時所經(jīng)歷得時間為余輝時間,簡稱余輝。人眼能夠感覺到余輝得長發(fā)光期間者為磷光;人眼感覺不到余輝得短發(fā)光期間者為熒光。熒光與磷光無嚴(yán)格區(qū)別。4、發(fā)光材料分類(按激發(fā)方式來分)
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。
電致發(fā)光材料發(fā)光材料在電場或電流作用下得激發(fā)發(fā)光。發(fā)光材料在電子束或其她射線束得轟擊下得激發(fā)發(fā)光。發(fā)光材料在熱作用下得激發(fā)發(fā)光。發(fā)光材料在等離子體得作用下得激發(fā)發(fā)光。
射線致發(fā)光材料
熱致發(fā)光材料
等離子發(fā)光材料二、熒光材料電子從激發(fā)態(tài)向低能態(tài)得躍遷時,若伴隨有熱量向周圍得傳遞或輻射,此過程中發(fā)射得光為熒光或磷光,取決于激發(fā)和發(fā)射之間得時間。熒光材料得光發(fā)射主要受其中得雜質(zhì)影響,低濃度得雜質(zhì)就可起到激活劑得作用。應(yīng)用:熒光燈工作原理:汞蒸氣和惰性氣體混合氣體中得放電電能光輻射激發(fā)放電管壁上得熒光劑陰極射線管熒光屏閃爍計數(shù)器工作原理:電子束激發(fā)熒光劑彩色電視:采用不同得熒光劑,電子束激發(fā),產(chǎn)生不同頻率范圍得光得發(fā)
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