材料物理性能教学课件 第四章材料的光学性质.pdf

第四章 材料的光学性质 第四章 材料的光学性质 光的波粒二象性 • 人们通常所说的光是一种能引起视觉的电磁辐射，波长范 围0.39～0.77 μm，只在电磁波谱中占很窄的一部分。可 见光的颜色取决于光的波长。白光是各种带色光的混合光。 • 无线电波和微波、红外光是由原子振动或晶格结构改变引 起的低能、长波辐射。X射线、紫外光和可见光都是与原 子的电子结构改变相关的。 γ射线是改变原子结构产生的， 具有很高的能量。它们本质上都属于电磁辐射。 • 紫外光和X射线的波长没有明确的分界，X射线和 γ射线也 没有明确的波长界线，人们是根据它们产生的方法来区分 的。 光子的能量 • 光具有波动和微粒两重性 • 考虑光的微粒性时，光的能量就不是均匀连续地分布在它 传播的空间，而是集中在一个个光子上，光子的能量为 c E h h  光的动量为 p h/  式中h为普朗克常数，6.62 ×10-34J/s， ν为光的频率，c 8 为光速，3 ×10 m/s，λ为波长。可见光子的能量与其波 长成反比，与频率成正比。当电子吸收光子时每次总是吸 收一个光子，而不能只吸收光子的一部分。 光的速度 8 • 电磁波在真空中的传播速度为c=3 ×10 m/s 1 c   0 0 式中 ε、μ分别为真空中的介电常数和磁导率 0 0 • 当光在介质中传播时，其速度v 由下式决定 c v   r r 式中 ε、μ分别为介质的介电常数和磁导率 r r • c与v 的比值称为介质的折射率n c n v 光的反射与折 • 入射角、反射角和折射角 • 折射定律 sin n v 1 2 1 n    • 相对折射率 21 sin n v 2 1 2 称为第二介质相当于第一介质的相对折射率 • 绝对折射率－第一介质为真空时 sin c 1  n