玻璃的光学性质VIP免费

第8章玻璃的光学性质8.1玻璃的折射率折射率——电磁波在玻璃中传播速度的降低消耗能量8.1.1玻璃折射率与组成的关系取决于玻璃内部离子的极化率和密度分子体积——结构的紧密程度——阳离子半径增加，分子体积增加，折射率下降折射度——离子的被极化能力——阳离子半径越大，极化率越大；而且与氧离子之间键强减小，使氧离子极化率提高——使折射率增加可根据加和法则进行计算iiiiiiiiiiiiRVRRVRVVRVRn312/1/21由于极化率较大而利于提高折射率由于分子体积较小而利于提高折射率8.1.2玻璃的折射率与入射波长的关系——色散玻璃的折射率随入射光波长不同而不同的现象。光波频率与电子本征频率一致——共振——吸收效应频率的光波能量——引起折射率增大折射率随波长减小而增大，当波长变短时折射率的变化更迅速的色散现象，为正常色散8.1.3玻璃折射率与温度、热历史的关系温度升高1.玻璃受热膨胀——折射率减小2.阳离子对氧离子作用减小，极化率增加——折射率增加3.电子的本征频率随温度升高而减小，吸收能量带朝低频方向移动——可见光区的折射率增大热历史1.冷却速度2.保温温度3.极限冷却和保温温度对趋向平衡折射率达速度的影响8.2玻璃的光学常数主折射率（546.1nm入射光的折射率）平均色散（主色散）（nF-nc）部分色散（nd-nD）、（nD-nc）、（nG-ng）、（nF-nc）等色散系数（阿贝数）相对部分色散：不同光谱区的色散与主色散的比值，例如（nd-nD）/（nF-nc）等cFDnnn18.3反射、散射、吸收、透过直反射&漫反射反射率—反射光强与入射高强之比入射角反射面光洁度玻璃的折射率镀膜2)11(nnR8.3.1反射8.3.2散射由于玻璃中存在某些折射率的微小偏差而产生服从瑞利散射定律242222)cos1()(rVMdddIr颗粒的数量颗粒的体积观测点的距离（样品厚度）入射光波长颗粒的光密度8.3.3吸收和透过吸收：1.随玻璃的厚度增加，吸收增加；2.若玻璃对不同波长的光吸收不相等，则玻璃呈现颜色。3.含着色剂的颜色玻璃的吸收——兰别尔定律clalIeII00着色剂的吸收系数着色剂的浓度8.4玻璃的红外和紫外吸收不含着色剂的玻璃，在可见光区（390～770nm），近红外波段几乎没有吸收在2700nm处的吸收——OH－分子、离子、原子基团的共振——红外吸收电子的共振——紫外吸收紫外吸收极限红外吸收极限2700nm1400nm4250nm193nm5000nm第9章玻璃的着色和脱色9.1玻璃的着色机理玻璃着色基本原理——对光的吸收和散射对于可见光区来说：玻璃对光的吸收是由于原子中的电子受到光能的激发，从能量较低的基态跃迁到能量较高的激发态。离子着色、硫系化合物着色、金属胶体着色9.2离子着色过渡金属离子的价电子在不同能级间的跃迁，引起对可见光的选择性吸收。离子价态、配位体的电场强度和对称性。按电子层结构与光的吸收关系可分为三种：1.惰性气体型阳离子：电子层结构稳定，不变价——无色、不吸收紫外线，其中Ce4+例外。它虽属惰性气体型阳离子，但在玻璃中变价，强烈地吸收紫外线。2.18或18+2电子壳阳离子：这类离子的电子层结构也相当稳定，但不及惰性气体型离子。它们的特点是极化率大(易被极化)、变价、吸收紫外线。离子本身无色，但其化合物可能有色(如硫化物、硒化物等)。在玻璃中一般较容易还原为金属状态。3.不饱和电子壳阳离子(属于过渡元素):这类离子的3d或4f轨道是部分填充或不饱和的。电子层结构很不稳定，突出表现在它们在玻璃中有色、变价、吸收紫外线等特征。但也有例外，Co、Ni、Pu、Nd虽属变价元素，但在玻璃中一般不变价，常以Co2+、Ni2+、Pr3+、Nd3+状态存在。从上述三种阳离子类型的特点，可以得出如下规律：⑴最外层(或次外层)上含有未配对电子或“轨道”部分填充者，电子容易在3d或4f“轨道”中发生跃迁，因此都是有色的。⑵最外层(或次外层)上的电子都已配对(包括全充满、全空)或半充满者，都是无色的(或着色很弱)。⑶在玻璃中凡是变价的阳离子，由于金属阳离子与周围氧离子之间有电荷迁移，产生荷移吸收，因此在紫外或近紫外区有强烈的吸收。2.第四周期过...