材料的光学性能 利用材料的光学性能和各种不同的用途有关。其中比较重要的是那些用作窗口、透镜、棱镜、滤光镜、激光器、光导纤维等的以光学性能为主要功能的光学玻璃、晶体等。有些特殊用途的光学零件，例如高温窗口、高温透镜等，不宜采用玻璃材料，需采用透明陶瓷材料，例如成功地应用在高压钠灯灯管上的透明陶瓷。因为它需要能承受上千度的高温，以及钠蒸气的腐蚀，对它的主要光学性能要求是透光性。 §4．1 光通过介质的现象 一.折射 1.折射率的定义 1）定义 光是具有一定波长的电磁波，光的折射可理解为光在介质中传播速度的降低而产生的（以真空中的光速为基础）。 当光从真空进入较致密的材料时，其速度是降低的。 定义为：光在真空和材料中的速度之比即为材料的折射率： n=v 真空/v 材料=c/v材料 (4.1) 2）绝对折射率与相对折射率 （1）绝对折射率 材料相对于真空中的折射率称为绝对折射率，即式(4.1)，一般将真空中的折射率定为1。（2）相对折射率 由于在实际工作中使用绝对折射率不方便，因此使用相对折射率的概念。 相对于空气的折射率称为相对折射率： n′=va/v 材料 （3）绝对折射率与相对折射率的关系 n= c/v材料 则 v 材料= c/ n 又 空气的绝对折射率为：na= c/va ，则va= c/ na ∴ 因此，n=na·n′=1.00023 n′ 由此可知，通常情况 下 ，采用相对折射率来 代 替 绝对折射率，是可行 的。 2．两 种材料间 的相对折射率 如果 光从材料1，通过界 面 传入材料2 时，与界 面 法 向 所 形 成的入射角 i1、折射角 i2与两 种材料的折射率 n1 和n2 现有下 述 关系: (4.2)式中：v1 及v2 分 别 表 示 光在材料l 及2 中的传播速度，n21为材料2 相对于材料l 的相对折射率。 介质的折射率永 远 是大 于l 的正 数 。如空气的n =1．0003，固 体氧 化 物 n=1．3-2．7，硅 酸盐 玻璃n=1．5-1．9。 3．影 响 折射率的因素 不同组 成、不同结 构 的介质的折射率是不同的。影 响 n 值 的因素 有下 列 四 方面 ： 1）构 成材料元 素 的离 子 半 径 （1）折射率 n 与极 化 率的关系 由于光是一种电磁波，所 以根 据 马 克 斯 威 尔 电磁波理论 ，光在介质中的传播速度应为: (4.3)式中：c为真空中的光速，ε为介质的介电常数 ，μ为介质的导磁率。根 据 (4．1)式和(4．3)式可得 （4.4） 由于在无 机 材料这...
