无机材料的光学性能.ppt

无机材料物理性能,2023年8月16日,第 十一 讲,无机材料的光学性能,第四章,无机材料的光学性能,新型光学和光电子器件的各种应用,可见光的基本性质,可见光的基本性质,光速与真空中的电导率0和导磁率0的关系：,光速与波长和频率的关系：,粒子的光子（Photon）的能量为：,光通过介质的现象,一、折射,入射角、折射角与材料的 折射率、有下述关系：,折射指数n的定义：,入射束,折射束,i,r,光通过介质的现象,二、影响折射率的因素,构成材料元素的离子半径和电子结构。材料的结构、晶型和非晶态（p172）。同质异构体。一般情况下，同质异构材料的高温晶型原子的密堆积程度低，因此高温晶型的折射率较低，低温晶型原子的密堆积程度高，因此其折射率较高。外界因素对折射率的影响。材料在机械应力、超声波、电场等的作用下，折射率会发生改变，如有内应力存在的透明材料，垂直于受拉主应力方向的n大，平行于受拉主应力方向的n小。这些效应分别称为光弹性效应、声光效应、电光效应等,倒数相对色散，即色散系数：,光通过介质的现象,三、色散,材料的折射率随入射光的频率的减小而 减小的性质，称为折射率的色散,在给定入射光波长的情况下：,光通过介质的现象,几种玻璃的色散,色散,光通过介质的现象,色散,几种晶体玻璃的色散,光通过介质的现象,玻璃镜片镀膜减少镜片的反射,光通过介质的现象,三、反射,设光的总能量流W为：WWW,波动理论有,光通过介质的现象,反射,Fresnel推导出：,光通过介质的现象,反射,自然光在各方向振动的机会均等，可以认为一半能量属于同入射面平行振动，另一半属于同入射面垂直的振动，所以有：,光通过介质的现象,反射,当角度很小时，即垂直入射：,介质2对于介质1的相对折射率：,光通过介质的现象,反射,m称为反射系数(1-m)称为透射系数,光通过介质的现象,反射,由反射系数的公式可以看出；,光在界面的反射取决两种介质的相对折射率，n21愈大，m愈大，反射损失愈大,如果介质为空气，可以认为n1=1,则n21=n2。如果.n1和n2相差很大，那么界面反射损失就严重；,如果n1=n2，则m=0，因此，在垂直入射的情况下，几乎没有反射损失。,光连续透过x块平板玻璃，则透过部分应为(1-m)2x,思 考 题,1、影响无机材料折射率的主要因素有哪些？2、为什么有内应力的材料，垂直受拉主应力方向的n 大，平行于受拉主应力方向的n 小3、何为常光折射率？何为非常光折射率？它们是否随入射角的变化而变化？4、光学玻璃透镜如何消色差？,谢谢！,