材料的光学性质-1213.
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⼆、材料的光学性质(⼀)定向反射和透射1.定向反射:光线照射到玻璃镜、磨光的⾦属等表⾯会产⽣定向反射。
这时在反射⾓的⽅向能清楚地看到光源的影像,⼊射⾓等于反射⾓,⼊射光线、反射光线和法线共⾯。
它主要⽤于把光线反射到需要的地⽅,如灯具;扩⼤空间,如卫⽣间、⼩房间;化妆;地下建筑采光等。
2.定向透射:光线照射玻璃、有机玻璃等表⾯会产⽣定向透射,这时它遵循折射定律。
⽤平板玻璃能透过视线采光;⽤凹凸不平的压花玻璃能隔断视线采光。
经定向反射和定向透射后光源的亮度和发光强度,⽐光源原有的亮度和发光强度有所降低:Lρ=L*ρ或Lτ=L*τ (15-3)Iρ=I*ρ或Iτ=I*τ(cd) (15-4)式中 Lρ,Lτ-----经过反射或透射后的光源亮度;Iρ,Iτ——经过反射或透射后的发光强度;L,I--光源原有亮度或发光强度;ρ,τ--材料的反射⽐或透射⽐。
(⼆)扩散反射和透射1.均匀扩散反射:光线照射到氧化镁、⽯膏、粉刷、砖墙、绘图纸等表⾯时,这些材料将光线向四⾯⼋⽅反射或扩散,各个⾓度亮度相同,看不见光源的影像。
2.均匀扩散透射:光线照射到乳⽩玻璃、乳⽩有机玻璃、半透明塑料等表⾯时,透过的光线各个⾓度亮度相同,看不见光源的影像。
经过均匀扩散反射或透射后的亮度为:L(cd/m2)=E(1x)*ρ/π (15-5)L(cd/m2)=E(1x)*τ/π (15-6)如果⽤另⼀个亮度单位阿熙提(asb)表⽰,则:L(asb)=E(1x)* ρ (15—7)L(asb)=E(1x) *τ (15-8)I asb/π=⼆1 cd/m2均匀扩散反射或透射后,其发光强度在表⾯法线⽅向,其他⽅向的发光强度遵循朗伯余弦定律:Ii=I0*cosi (cd) (15—9)式中 I0——法线⽅向的发光强度;i—法线和所求⽅向的夹⾓。
(三)定向扩散反射和透射定向扩散反射材料如油漆表⾯、光滑的纸、粗糙⾦属表⾯等⼤部分材料,在反射⽅向能看到光源的⼤致影像;定向扩散透射材料如⽑玻璃等,透过它,可以看到光源的⼤致影像。
第13章材料的光学性质材料的光学性质是指材料对光的吸收、透射、反射和散射等过程的特性。
这些性质对于材料的光学应用具有重要的意义,如光学器件的设计和制造、光学透镜的优化以及光学传感器的研发等。
材料的吸收性质是指材料对入射光的能量被吸收的程度。
材料的吸收性质与其结构和成分有关。
当光经过材料时,能量被材料吸收后会转化为热能,这种能量转化的过程称为吸收。
吸收性质是材料的一个重要参数,可以通过吸收光谱来表征。
吸收光谱可以提供有关材料的能带结构和电子能级的信息。
材料的透射性质是指光在材料中传播的过程。
光透过材料时会发生折射现象,即光线的方向发生改变。
材料的透射性质与其折射率有关,折射率的大小决定了光在材料中的传播速度。
透射性质可以通过透射光谱来研究,透射光谱可以提供关于材料的折射率、透明度和色彩等信息。
材料的反射性质是指入射光在材料表面发生反射的现象。
反射性质与材料的表面粗糙度和结构有关,当光线入射到材料表面时,部分光会被反射回去。
反射性质可以通过反射光谱来研究,反射光谱可以提供关于材料的反射率和镜面反射特性等信息。
材料的散射性质是指光在材料中发生散射的现象。
散射可以分为弹性散射和非弹性散射两种。
弹性散射是指光子在材料中与材料原子或分子发生碰撞后改变其传播方向而不改变能量的散射现象。
非弹性散射是指光子在材料中与材料原子或分子发生碰撞后不仅改变传播方向,还改变能量的散射现象。
散射性质可以通过散射光谱来研究,散射光谱可以提供关于材料的粒子尺寸和表面形貌等信息。
除了吸收、透射、反射和散射等基本光学性质外,材料的光学性质还包括非线性光学性质和光学色彩性质等。
非线性光学性质是指材料对入射光表现出非线性响应的性质。
这种性质在光通信、光信息存储和光计算等领域有着广泛的应用。
光学色彩性质是指材料对不同波长的光显示出的颜色。
材料的光学色彩性质与其吸收光谱和反射光谱有关,不同波长的光被吸收和反射的程度不同,从而呈现出不同的颜色。