玻璃的光学性质
玻璃质量评估标准要点
玻璃质量评估标准要点玻璃作为一种常见的建筑材料，其质量评估是确保建筑安全和可靠的关键因素之一。
本文将介绍玻璃质量评估的要点，包括玻璃的物理性质、光学性能、力学性能以及安全性能等方面。
一、物理性质玻璃的物理性质是评估其质量的基础。
物理性质包括玻璃的密度、硬度、热膨胀系数等。
首先，密度是衡量玻璃质量的重要指标，正常情况下玻璃密度应在一定的范围内。
其次，硬度对于玻璃的耐磨性和抗划伤能力有着直接影响。
最后，热膨胀系数是评估玻璃与其他材料结合时的重要参考指标，它决定了在温度变化时玻璃的热稳定性。
二、光学性能玻璃的光学性能是影响其使用效果的重要因素。
光学性能包括透光性、折射率、色调、遮光性等。
透光性是评估玻璃透光程度的指标，优质玻璃应具有良好的透明度。
折射率是衡量玻璃折射光线能力的指标，合格玻璃应具有一定的折射率。
此外，色调也是评估玻璃质量的重要指标，色调饱和度均匀的玻璃在使用中具有更好的效果。
遮光性是指玻璃对可见光和紫外线的过滤能力，具有良好的遮光性能可以有效防止紫外线的侵害。
三、力学性能玻璃的力学性能是评估其承载能力和抗风压能力的关键指标。
力学性能包括抗拉强度、弯曲强度、抗压强度等。
抗拉强度是玻璃抵抗拉力的能力，合格的玻璃应具有一定的抗拉强度，以保证其在受力时不易破裂。
弯曲强度是玻璃在受弯曲荷载时的抗弯能力，具有一定的弯曲强度可以保证玻璃在使用中不会因弯曲而破损。
抗压强度是玻璃抵抗压力的能力，具有足够的抗压强度可以确保玻璃在承受压力时不易破裂。
四、安全性能玻璃的安全性能是评估其使用安全性的重要因素。
安全性能主要包括抗爆能力、抗冲击性能以及防火性能等。
抗爆能力是指玻璃在受到外力冲击时的抵抗能力，合格的玻璃应具备一定的抗爆性能。
抗冲击性能是指玻璃在受到冲击时的防护能力，具有较好的抗冲击性能可以有效降低事故发生的危险。
此外，防火性能也是评估玻璃安全性的重要指标，合格的玻璃应具有一定的防火性能，以确保在火灾等突发情况下玻璃不易燃烧和融化。
玻璃的物理知识点归纳
玻璃的物理知识点归纳玻璃是一种常见而广泛应用的材料，它在日常生活和工业领域中都有重要的作用。
本文将逐步介绍玻璃的物理知识点，包括玻璃的定义、制造过程、结构和光学性质等方面。
1. 玻璃的定义玻璃是一种非晶态固体材料，具有无规则的原子或分子排列。
与晶体不同，玻璃没有长程有序的结构，而是呈现出类似于液体的特性。
它通常由硅酸盐和其他氧化物组成，如硼、铝、钠和钾。
2. 玻璃的制造过程玻璃的制造过程通常包括以下几个步骤：2.1 原料准备玻璃的主要原料是二氧化硅（SiO2），它可以从石英矿石、石英砂或硅酸盐矿石中提取。
其他辅助原料如碳酸盐、氧化物和碱金属也会被添加到混合物中，以调整玻璃的化学性质。
2.2 熔化和成型原料混合物被放置在高温熔炉中进行加热，使其熔化。
一旦熔化，可以使用不同的方法将熔融玻璃形成所需的形状，如浇铸、拉伸或压制。
2.3 退火和冷却制成的玻璃制品经过退火处理，即在高温下缓慢冷却，以减少内部应力和增强强度。
然后，玻璃制品经过进一步的冷却，直至室温。
3. 玻璃的结构玻璃的结构与晶体结构有显著差异。
玻璃中的原子或分子具有无序排列，没有明确定义的晶格结构。
这种无序性导致玻璃具有特殊的力学和光学性质。
4. 玻璃的光学性质玻璃作为一种透明的材料，在光学领域中具有广泛的应用。
以下是玻璃的几个重要的光学性质：4.1 折射率折射率是描述光在材料中传播速度变化的物理量。
玻璃的折射率取决于其化学成分和结构。
不同类型的玻璃具有不同的折射率，这使得它们在光学透镜和光纤等设备中有各自的应用。
4.2 透过率透过率是指光线通过材料时被传递的比例。
玻璃在可见光范围内具有较高的透过率，这使得它成为窗户、眼镜和相机镜头等产品的理想选择。
4.3 反射和散射当光线遇到玻璃表面时，一部分光线会被反射回来，而另一部分则会被散射。
这两种现象会影响光线的传播和玻璃表面的显现。
4.4 抗反射涂层为了减少光线在玻璃表面的反射和散射，常常会在玻璃表面涂覆一层抗反射涂层。
玻璃的光学性能
合肥学院Hefei University翻译文献：玻璃的光学性能课程名称：金属学与热处理指导教师：谢劲松系别/班级：14粉体材料科学与工程一班姓名（学号）：罗成1403011012摘要：无机材料指由无机物单独或混合其他物质制成的材料。
通常指由硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐、磷酸盐、锗酸盐等原料和/或氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物、卤化物等原料经一定的工艺制备而成的材料。
Abstract: inorganic materials by inorganic material alone or mixed with other materials. Usually made of silicate, aluminate, borate, phosphate and germanate and / or raw materials such as oxides, nitrides, carbides, borides, silicides, sulfides, halides as raw materials prepared by materials.玻璃是由二氧化硅和其他化学物质熔融在一起形成的（主要生产原料为：纯碱、石灰石、石英）。
在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化致使其结晶的硅酸盐类非金属材料。
普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸盐复盐，是一种无规则结构的非晶态固体。
广泛应用于建筑物，属于混合物。
另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃，和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。
有时把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也称作有机玻璃。
The glass is made of silicon dioxide and other chemical substances fused together to form (the main raw materials for the production of soda ash, limestone, quartz). The formation of a continuous network structure in the melt, silicate nonmetalmaterials cooling process viscosity increases gradually and hardening resulting in the crystallization. The chemical composition of glass is Na2SiO3, CaSiO3, or SiO2 Na2O - CaO - 6SiO2, is the main component of silicate, is an amorphous solid irregular structure. Widely used in buildings, to the mixture. Otherwise mixed with some metal oxides or salts and show the color of colored glass The glass and method by physical or chemical preparation of toughened glass. Some transparent plastic (such as PMMA) also called organic glass.关键词：折射率、反射、对红外和紫外的吸收Refractive index, reflection, infrared and ultraviolet absorption一、玻璃的折射率当光照射到玻璃时，一般产生反射、透过和吸收。
建筑装饰玻璃资料
3 节能装饰玻璃
3.1 吸热玻璃
3.1.1 吸热玻璃的概念 吸热玻璃是一种能控制阳光中热能透过的玻
璃，它可以显著地吸收阳光中热作用较强的红外 线、近红外线，而又能保持良好的透明度。
吸热玻璃的制造一般有两种方法：一种方法 是在普通玻璃中加入一定量的着色剂；另一种方 法是在玻璃的表面喷涂具有吸热和着色能力的氧 化物薄膜。
术性的屏风、花饰、扶栏、雕塑以及玻璃锦砖等。 （3）玻璃建筑构件
玻璃建筑构件主要有空心玻璃砖、波形瓦、 门、壁板等。 （4）玻璃质绝热、隔声材料
玻璃质绝热、隔声材料主要有泡沫玻璃、玻 璃棉毡、玻璃纤维等。
2 平板玻璃
平板玻璃是指未经其他加工的平板状玻璃制 品，也称为白片玻璃或净片玻璃。
按生产方法不同，可分为普通平板玻璃和浮 法玻璃。
(1)浮法玻璃应为正方形或长方形。其长度和 宽度尺寸允许偏差应符合表2的规定。
(2建筑级浮法玻璃的外观质量应符合表4 的
(4)浮法玻璃的弯曲度不应超过0.2% (5)浮法玻璃的可见光透射比应不小于表5的 规定。
表.2 尺寸允许偏差（mm）
厚度
2,3,4 5,6 8,10 12,15 19
1.2.1 玻璃的密度 玻璃内几乎无孔隙，属于致密材料。玻璃
的密度与其化学组成关系密切，此外还与温度 有一定的关系。在各种实用玻璃中，密度的差 别是很大的，例如石英玻璃的密度最小，仅为 2.2 g/cm3，而含大量氧化铅的重火石玻璃可达 6.5g/cm3，普通玻璃的密度为2.5~2.6g／cm3。
1.2.2 玻璃的光学性质
不同玻璃的遮蔽系数见表6。 (2)单向透视性 (3)镜面效应
表6 不同玻璃的遮蔽系数
玻璃名称 厚度(mm) 遮蔽系数 玻璃名称 厚度(mm) 遮蔽系数
玻璃材料的物理和化学特性研究
玻璃材料的物理和化学特性研究玻璃是一种常见的材料，广泛应用于建筑、装饰、电子、光学等领域。
它具有优良的物理和化学特性，这使得它在不同的应用中有着出色的表现。
本文将重点探讨玻璃材料的物理和化学特性研究。
一、物理特性1.光学性能玻璃具有良好的透明度和均匀性，对光线的折射和反射也有独特的特性。
通过控制玻璃的成分、温度和压力等参数，可以得到具有特殊光学性能的玻璃材料。
例如，光学玻璃可以在特定波长范围内具有高透明度和低散射率，因此常用于光学仪器和镜头制造中。
2.力学性能玻璃具有较高的硬度和强度，但同时也容易破碎。
研究玻璃的力学性能，包括弹性模量、断裂强度等，对于提高玻璃的耐久性和安全性非常重要。
近年来，纳米技术的发展为研究玻璃的微观结构和力学性质提供了新的手段和思路。
3.热学性能玻璃的热胀和导热性能对于应用性能有着重要影响。
特别是在高温环境下，玻璃的热膨胀和导热性能可能会导致应力集中和材料破裂。
因此，研究玻璃的热学性能可以为制造高温环境下的玻璃器件提供理论基础和实验支持。
4.介电性能作为一种重要的电介质材料，玻璃具有较高的介电常数和低的损耗。
通过改变玻璃的成分和微观结构，可以调节其介电性能，从而满足不同的应用需求。
例如，高介电常数玻璃可用于电容器和电子设备中。
二、化学特性1.化学稳定性玻璃对化学物质的稳定性是其应用的重要保障。
研究玻璃的化学稳定性，可以评估其在各种环境中的耐久性和耐腐蚀性能。
例如，镁铝硅酸盐玻璃具有优良的化学稳定性，可用于对高浓度强酸或碱性溶液的容器和管道中。
2.生物相容性玻璃的生物相容性研究是医学领域中的关键问题。
因为玻璃可以作为医疗器械和药品包装材料。
目前，研究人员正在探索如何通过改变玻璃表面的化学组成和形貌，来提高其生物相容性和降低对人体的毒性和副作用。
3.光催化性能光催化技术在环境治理、水处理、能源转换等方面具有广泛应用前景。
通过改变玻璃表面的化学组成和微观结构，可以调节其光催化性能。
玻璃的光学性能调研报告
玻璃的光学性能调研报告玻璃是一种广泛应用于光学领域的材料，具有优良的光学性能。
下面是对玻璃的光学性能进行调研的报告。
玻璃的光学性能主要包括透光性、折射率、色散性和吸收性四个方面。
首先是透光性。
玻璃作为透明材料，具有很好的透光性。
它能够使光线透过并传播，而不发生明显的散射或反射。
这使得玻璃成为一种优秀的透镜材料，可以用于制造眼镜、显微镜、摄像头等光学器件。
玻璃的透光性与其化学成分和结构密切相关，不同成分和结构的玻璃会有不同的透光性能。
其次是折射率。
玻璃具有较高的折射率，即光线在玻璃中传播时会发生折射。
这种折射现象使得玻璃能够将光线聚焦或发散，从而实现光学器件的功能。
折射率可以根据斯涅尔定律来计算，它与入射角度和介质的折射率有关。
不同类型的玻璃有不同的折射率，可以根据需要选择合适的玻璃材料来实现所需的光学效果。
第三是色散性。
色散是指不同波长的光线在介质中传播速度不同的现象。
玻璃具有一定的色散性，即不同波长的光线在玻璃中的折射率不同。
这样，当光线经过玻璃的时候，不同颜色的光会被分散开来，形成光谱。
这种色散性使得玻璃可以用于制造光谱仪、分光器等光学器件。
最后是吸收性。
玻璃材料不可避免地会吸收一部分光线，并将其转化为热能。
吸收性取决于玻璃的化学成分和制造工艺。
一般来说，纯净的玻璃具有较低的吸收率，透光性能较好。
但是，添加某些杂质或着色剂后，玻璃的吸收性会增加，降低其光学性能。
因此，在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的玻璃材料，以获得最佳的光学性能。
综上所述，玻璃具有优良的光学性能，包括良好的透光性、较高的折射率、一定的色散性和可控的吸收性。
这些性能使得玻璃在光学领域得到广泛应用，为人们的生活和科学研究提供了极大的便利。
随着技术的发展，人们对玻璃光学性能的要求也在不断提高，相信未来玻璃材料会进一步发展和创新，为光学领域带来更多的突破和进步。
光学玻璃性能手册_图文
前言 5 1 光学性质 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.1 折射率,阿贝常数,色散,玻璃标号 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 折射率和阿贝数常数的公差 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.3 折射率和色散的测试报告 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.4 折射率均匀性 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.5 内部透过率,色码(着色度 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 内部特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 2.1 条纹度 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 2.2 气泡和杂质 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .162.3 应力双折射 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183 化学特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 3.1 耐潮性 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 3.2 耐腐性 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 3.3 耐酸性 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 3.4 耐碱性及耐磷酸盐性 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 3.5 表面可见变化的判别标准 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .253.6 环境因素,有害物质及 RoHS 认证 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 机械性能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 4.1 Knoop 硬度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 4.2 易磨性 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.3 粘度 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284.4 线性热膨胀系数 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 热学性能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.1 热传导 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315.2 热容 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 供货质量标准 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 6.1 标准供货质量 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326.2 特定级别供货质量 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 供货型式及尺寸公差 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 7.1 原材料 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 7.2 切割料 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357.3 压型料 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 用于精密模压的光学玻璃 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429 光学材料产品系列 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 9.1 首选玻璃牌号 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 9.2 定制玻璃牌号 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 10 公式和波长列表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454120多年来, SCHOTT 一直供应种类繁多的高质量光学玻璃。
合成石英玻璃的光学性质和应用
合成石英玻璃的光学性质和应用石英玻璃是一种常见的无色透明硅酸盐玻璃，具有出色的光学性质和广泛的应用。
它由主要成分为二氧化硅（SiO₂）的石英砂矿石经高温熔炼、冷却固化而成。
石英玻璃具有高的光透过率、优异的耐热性和机械强度，因此被广泛应用于光学仪器、光纤通信、照明设备和光电子技术等领域。
石英玻璃的主要光学性质包括折射率、消光系数、透过率、吸收特性和散射特性等。
首先，石英玻璃具有较高的折射率，使其成为制造透镜和光学棱镜的理想材料。
其次，石英玻璃的消光系数很低，因此在光路的传输过程中不会产生明显的光能损耗。
此外，石英玻璃还具有很好的透过率，对于可见光、紫外线和红外线均有很好的透射性。
这些特性使得石英玻璃在光学领域有着重要的应用。
石英玻璃在光学仪器中的应用非常广泛。
它可以用于制造光学镜片、透镜、棱镜、窗口等光学元件。
石英玻璃透明度高、抗化学腐蚀性好，因此它可以在荧光显微镜、投影仪、显微镜和摄像机等设备中作为镜片使用。
同时，石英玻璃的高折射率使其成为制造透镜和棱镜的理想选择，可用于调整光线的传播方向和焦距。
石英玻璃还广泛应用于光纤通信领域。
光纤通信是一种利用光信号传输数据的技术，而石英玻璃被广泛用作光纤的材料。
石英玻璃光纤具有低损耗、高容量和远传输距离的特点，被广泛应用于长距离通信和高速数据传输。
石英玻璃光纤具有优异的光导性能，能够将光信号沿着光纤传输到目标地点，使得光纤通信技术能够实现高速的数据传输和远距离的通信。
此外，石英玻璃还在照明设备和光电子技术中得到了广泛应用。
石英玻璃具有高透射率和高耐热性，因此被用作制造高亮度的光源和照明器具。
石英玻璃还可用于制造激光器、太阳能电池和光电元件等光电子器件，其光学性能的稳定性和耐久性使其成为这些领域中的重要材料。
总之，石英玻璃作为一种优质的光学材料，具有出色的光学性质和广泛的应用领域。
它在光学仪器、光纤通信、照明设备和光电子技术中发挥着重要的作用。
石英玻璃的高透明度、耐热性和机械强度使其成为制造高质量光学元件的理想选择。
工业玻璃
压制法
可用于生 产各种实心 或空心制品， 如玻璃砖、 透镜、棱镜、 耐热餐具、 光技术玻璃 以及花瓶盘 碟等。 特点：制 品形状精确， 工艺简便， 生产能力较 高
吹制法
可用于生产广口瓶、小口瓶等空心制品。
拉制法
主要用于生产玻璃管、棒、平板玻璃、玻璃纤维等。
压延法
用于 制造厚的 平板玻璃、 刻花玻璃、 夹金属丝 玻璃等制 品。
喷雕、彩绘玻璃
喷雕玻璃和彩绘玻璃是融艺术和技术为一体 的装饰产品，喷雕玻璃有平面雕刻和立体雕刻， 可在玻璃表面上雕刻出有层次的花鸟、山水等各 种图案，可以制成亮花毛底和毛花亮底的版面。 用它制成玻璃家俱、工艺品隔断、屏风、壁画等 多种产品，可为室内装饰营造出晶莹通透的气氛， 是宾馆酒家及家庭内装饰的极好材料。同时，也 可以制作成大型吊灯的灯片。
SiO2、Na2O、 用途广泛，微溶于水 CaO SiO2、Na2O、 难溶于水 CaO、Al2O3
较软，易溶、相对密 SiO2、K2O、 度大，屈折率大，有 ZnO 金属响声
SiO2、K2O 、 具有较强的机械性能、 光学用玻璃、人造宝石、化学 CaO 耐腐蚀、屈折率大 用玻璃
硼酸硅玻璃
SiO2、Na2O、 电真空管用玻璃、光学用玻璃、 CaO、Al2O3、 膨胀率小，耐热耐酸、 化学用玻璃、安全玻璃 B2O 绝缘性好
热反射玻璃：镀铬、钛、不锈钢等金属及化合物，色彩丰富，对 可见光有适当透射率，红外线有较高反射率，紫外线有较高吸收 率，主要用于建筑和玻璃幕墙 低辐射玻璃：镀银、铜、锡或其化合物，对可见光有较高透射率， 红外线有很高反射率，隔热性好，主要用于建筑和汽车船舶等交 通工具。 导电膜玻璃：涂敷氧化铟锡等导电薄膜，可用于玻璃的加热、除 霜、除雾以及用作液晶显示屏。
玻璃的光学性质
Ri
ni 1 ni 2
2
2
Vi
Ri ——氧化物的分子折射度
Vi
——氧化物的分子体积
2 Ri 1 Vi ni Ri 1 Vi
氧化物组分的折射率 n 是由它的分子体积 V i 和分 i 子折射度 Ri 决定的。
分子折射度越大，玻璃的折射率越大；
分子体积越大，玻璃的折射率越小。
用，折射率随温度升高而下降。
8.2 玻璃的光学常数
玻璃的光学常数包括玻璃的折射率、平均色散、部分色散和色
散系数。
确立标准波长
各种光源的谱色
谱线符号 波长/nm 光源 元素符号 A C D 589.3 钠 Na d 587.6 氦 He e 546.1 汞 Hg F g G h
768.5 656.3 钾 K 氢 H
第八章 玻璃的光学性质
主要内容
8.1 玻璃的折射率
8.2 玻璃的光学常数
8.3 玻璃的反射、散射、吸收和透过
8.4 玻璃的红外和紫外吸收
8.1 玻璃的折射率
玻璃折射率可以理解为电磁波在玻璃中传播速度的 降低。 n=C/V 原因：光通过玻璃引起内部质点的极化变形，消耗 能量，引起光速降低。
磷石英
石英玻璃
2.28
2.20
1.47
1.46
若把玻璃近似看作是各氧化物均匀构成的混合物， 就每种氧化物其极化率αi、密度di与折射率ni之间有
下述关系：
ni 1 M i 1 ni 1 M i i K 2 2 4 ni 2 d i ni 2 d i N 3
2 2
i Mi 用 V i 代替 ，用 R 代替 K ，则得： i di
当入射角为90°时，反射率R可表示为：
玻璃的物理知识点总结
玻璃的物理知识点总结1. 玻璃的结构特点玻璃的结构特点是其非晶态结构。
在晶体结构中，原子或分子按照一定的规则排列，而在非晶体结构中，原子或分子的排列无序，没有明显的晶格结构。
这使得玻璃呈现出均匀、透明的外观，并且具有良好的光学性能。
玻璃的非晶态结构也使得其具有较高的抗拉强度和抗冲击性，是一种较为牢固的材料。
2. 玻璃的光学性质玻璃具有较好的透明性和折射性能。
在入射光线垂直于玻璃表面时，玻璃的折射率大约为1.5左右，这使得光线可以在玻璃内部进行传播，呈现出较好的透明性。
同时，玻璃的折射率变化范围较大，这也为制备各种光学器件提供了基础条件。
此外，玻璃还具有较好的光学均匀性和抗老化性能，可以长时间保持良好的光学性能。
3. 玻璃的热学性质玻璃在一定温度范围内呈现出较好的热稳定性。
一般情况下，玻璃的软化温度约为600-800摄氏度，而玻璃的熔化温度约为1000-1500摄氏度。
这使得玻璃可以在一定温度范围内进行加工和应用。
同时，玻璃的线膨胀系数较小，热膨胀性能较好，不易受温度变化的影响。
4. 玻璃的力学性质玻璃具有较高的硬度和抗拉强度。
一般情况下，玻璃的硬度在5-7摩氏硬度之间，这使得玻璃可以抵御一定程度的划伤和磨损。
同时，玻璃的抗拉强度和弯曲强度也较高，一般情况下可以承受较大的力学载荷。
综上所述，玻璃作为一种非晶体固体材料，具有一系列独特的物理性质和特点，这使得其在各个领域具有广泛的应用价值。
通过对玻璃结构的理解，可以更好地掌握玻璃的制备、加工和应用技术，为玻璃的进一步研究和开发提供了基础条件。
同时，玻璃的物理性质也为其在建筑、光学、仪器等领域的应用提供了理论支持和技术保障。
希望本文对于玻璃的物理知识有所帮助，欢迎批评指正。
玻璃的结构与性质
[SiO4]石英晶体结构以及所表达的石英玻璃、钠硅酸盐 玻璃晶子结构示意图
晶子学说的价值在于它第一次指出了玻璃中存 在微不均匀物，即玻璃中存在一定的有序区域，这对 于玻璃分相、晶化等本质的理解有重要价值。
无规则网络学说
查氏把离子结晶化学原则和晶体结构知识推演到玻璃态 物质，描述了离子—共价键的化合物，如熔融石英、硅酸盐 和硼酸盐玻璃。 核心观点：
3.无固定熔点
玻璃态物质由固体转变为液体是在一定温度区 间（转化温度范围内） 进行的，它与结晶态物质不同，没有固定熔点。
4.性质变化的连续性和可逆性
玻璃态物质从熔融状态到固体状态的性质变化过程是连续的和可逆的， 其中有一段温度区域呈塑性，称为“转变”或“反常”区域，在这区域内性 质有特殊变化。图1-1表示物质的内能和比容随温度的变化。
1.2玻璃的生成规律及其相变
1.2.1影响玻璃生成的因素
1.热力学条件
2. 动力学条件
1.热力学条件
玻璃态物质与相应结晶态物质相比具有较大的内能，因此它总是有降低内能向晶 态转变的趋势，所以通常说玻璃是不稳定的或亚稳的，在一定的条件
下（如热处理）可以转变为多晶体。玻璃一般是从熔融态冷却而 成。在足够高的熔制温度下，晶态物质原有的晶格和质点的有规则排列被破坏，发
中间体
（1）比碱金属和碱土金属化合价高而配位数小的阳离子。
（2）可以部分地参加网络结构。 如BeO,MgO,ZnO,Al2O3等，
2.各种氧化物在玻璃中的作用
(1)碱金属氧化物
★当碱金属氧化物加入到熔融石英玻璃中，促使硅氧四面体间连 接断裂，出现非桥氧，使玻璃结构疏松，导致一系列性能变坏。 ★由于碱金属离子的断网作用使它具有了高温助熔、加速玻璃 熔化的性能。
建筑装饰材料——玻璃
玻璃建筑物——卢浮宫金字塔
玻璃金字塔 塔高21米， 底宽30米，四个侧面由六 百七十三块菱形玻璃拼组 而成，总平面面积约二千 平方米。塔身总重量为200 吨，其中玻璃净重105吨， 金属支架仅有95吨。换而 言之，支架的负荷超过了 它自身的重量，因此行家 们认为，这座玻璃金字塔 不仅是体现现代艺术风格 的佳作，也是运用现代科 学技术的独特尝试。
三、玻璃的物理化学性质：
玻璃的物理化学性质包括： 1.机械性质 2.热学性质 3.光学性质 4.化学稳定性
1.机械性质：
玻璃的机械性质是决定玻璃制品坚固耐用的重要因素，主要有 抗张强度、抗压强度、脆度和硬度。 （1）抗张强度。普通玻璃的抗张强度较低，提高玻璃二氧化硅和钙、 钡、铅等氧化物的含量，能增加抗张强度。 （2）抗压强度。玻璃的抗压强度比抗张强度大14~15倍。各种玻璃 的抗压强度与化学成分有关，同时取决于结构和生产工艺。 （3）脆性。凡超过其强度极限立即破碎的材料，通常称为脆性材料。 玻璃是典型的脆性体，受到冲击极易破碎，在破碎之前看不出明 显变形。 （4）硬度。玻璃硬度较大，用普通刀锯不能切割，在摩式硬度表上 相当于4~8级。二氧化硅含量高的玻璃，硬度较大；含氧化铅的 玻璃硬度最小。
器皿玻璃:
是指以装盛物品为主要目的的玻璃。由于盛 装的物品多种多样，器皿玻璃的种类繁多、性 能各异。
平板玻璃：
是指具有平板状的大玻璃。即厚度远比长宽 为小，大量用作门窗的玻璃。
仪器玻璃：
，是指用于各种仪器仪表玻璃。此类玻璃要求有 较高的物理力学性能和化学稳定性。
光学玻璃：
是指具有较高的光学性能的玻璃。此类玻璃 要求有高度的透明和折光性能。
4、 在施工完毕后，要注意加贴防撞警告标志，一般 可以用不干1%的钾长石与59%～61%的硼 砂粉混合后在900℃～1000℃左右的熔炉 中 熔融，流于冷却池中，冷却后成为玻璃 状固 体，即为硼玻璃。用于制造真空胆、紫外线杀 菌灯 （效果不如石英玻璃）、高温镜、光学 镜 等。
谈谈玻璃的光学性质
谈谈玻璃的光学性质一．太阳光谱太阳是温度约为5800K（见注1）的电磁波辐射源，由于其温度比一般工业温度（2000K以下）高得多，因此，其辐射的波长范围和能量分布也与一般热辐射不同。
太阳辐射的波长范围在0.2～3μm之间（200∽3000nm），涵盖紫外线、可见光、近红外线（国际照明委员会规定波长在2.5μm以下称近红外线，2.5μm以上称远红外线，但建工领域常以4μm为界限）三个区域。
太阳辐射经过大气层的吸收、散射的衰减和变向等作用后，对地面的太阳总辐射由直接辐射（占总能量90%左右）和散射辐射（也称天空辐射）两部分构成，辐射的强度和分布也有所改变。
二．各种射线的范围各种射线的范围划分不可能很严格，但为了在测试时有统一约定，各国制定标准时对射线范围作了规定，如中国国家标准GB/T2680-94对建筑玻璃有关参数测定时的波长范围规定如下：1.紫外区：280～380nm2.可见区：380～780nm3.太阳光区：350～1800nm4.远红外区：4.5～25µm(1µm=1000nm)（近红外1∽2.5µm，中红外3∽2.5µm，远红外8∽2.5µm）太阳辐射光谱、穿过大气层、5250℃黑体光谱、海平面上的辐射。
光谱辐照度（w/m2/nm）、光谱长度(nm)。
三．光学性质中常用的指标1）太阳辐射透射比(τe)太阳辐射透射比也称太阳辐射直接透射比（Transmittanc of Solar Radiation）或太阳辐射透过率, 即太阳辐射透射通量与入射辐射通量之比。
2）太阳辐射透射比（ρe）太阳辐射反射比也称太阳辐射直接反射比,(Reflectance of Solar Radiation)定义：太阳反射辐射通量与入射辐射通量之比。
3）太阳辐射吸收比（αe）也称太阳辐射直接吸收比（Absorptance of Solar Radiation）,定义：太阳吸收辐射通量与入射辐射通量之比。
k9玻璃的光谱范围
k9玻璃的光谱范围K9玻璃，以其优异的光学性能和广泛的应用领域，受到了业界的极大关注。
对于K9玻璃的光谱范围，我们需要从玻璃的光学性质、组成以及应用领域等方面进行深入探讨。
一、K9玻璃的光学性质光学玻璃的一种，K9玻璃具有优异的光学透明性。
它的折射率和色散等光学常数经过精密控制，使得其在可见光和近红外光谱范围内具有极佳的透光性能。
这也是为什么K9玻璃被广泛应用于光学仪器、摄影镜头等制造中的原因。
二、K9玻璃的组成K9玻璃的优异光学性能源于其独特的组成。
一般来说，K9玻璃的主要成分为二氧化硅（SiO2），此外还含有氧化硼（B2O3）、氧化钡（BaO）等成分。
这些成分的比例经过了精心设计，以实现在特定光谱范围内的优化性能。
同时，其杂质含量被严格控制，以防止对光学性能产生不良影响。
三、K9玻璃的应用领域由于K9玻璃在可见光和近红外光谱范围内具有优异的光学性能，它被广泛用于各种光学器件的制造。
例如，高端摄影镜头、望远镜、显微镜等常常采用K9玻璃作为光学元件。
此外，在光学镀膜、光电子等领域，K9玻璃也发挥着重要作用。
四、K9玻璃光谱范围的拓展随着科技的进步，对光学材料性能的要求也在不断提高。
为了满足更广泛的应用需求，科研人员正在致力于拓展K9玻璃的光谱范围。
例如，通过调整玻璃的组成和微观结构，科研人员希望开发出在紫外、深红外等更宽光谱范围内具有优异光学性能的K9玻璃。
这将进一步推动光学仪器、光电子等领域的技术进步。
五、未来展望随着科技的飞速发展，K9玻璃的应用前景将更加广阔。
无论是在高端摄影、望远镜制造，还是在光电子、生物医学等领域，对高性能光学材料的需求都将持续增长。
作为光学玻璃领域的一颗璀璨明星，K9玻璃将继续发挥其独特优势，并通过不断创新和发展，满足更多高端应用的需求。
我们有理由相信，在未来的光学材料领域，K尬玻璃将继续书写辉煌的篇章。
同时，随着环保意识的日益增强，如何降低K9玻璃的生产能耗和环境污染，也将成为未来研究和发展的重要方向。
谈谈玻璃的光学性质
谈谈玻璃的光学性质一．太阳光谱太阳是温度约为5800K（见注1）的电磁波辐射源，由于其温度比一般工业温度（2000K以下）高得多，因此，其辐射的波长范围和能量分布也与一般热辐射不同。
太阳辐射的波长范围在0.2～3μm之间（200∽3000nm），涵盖紫外线、可见光、近红外线（国际照明委员会规定波长在2.5μm以下称近红外线，2.5μm以上称远红外线，但建工领域常以4μm为界限）三个区域。
太阳辐射经过大气层的吸收、散射的衰减和变向等作用后，对地面的太阳总辐射由直接辐射（占总能量90%左右）和散射辐射（也称天空辐射）两部分构成，辐射的强度和分布也有所改变。
二．各种射线的范围各种射线的范围划分不可能很严格，但为了在测试时有统一约定，各国制定标准时对射线范围作了规定，如中国国家标准GB/T2680-94对建筑玻璃有关参数测定时的波长范围规定如下：1.紫外区：280～380nm2.可见区：380～780nm3.太阳光区：350～1800nm4.远红外区：4.5～25µm(1µm=1000nm)（近红外1∽2.5µm，中红外3∽2.5µm，远红外8∽2.5µm）太阳辐射光谱、穿过大气层、5250℃黑体光谱、海平面上的辐射。
光谱辐照度（w/m2/nm）、光谱长度(nm)。
三．光学性质中常用的指标1）太阳辐射透射比(τe)太阳辐射透射比也称太阳辐射直接透射比（Transmittanc of Solar Radiation）或太阳辐射透过率, 即太阳辐射透射通量与入射辐射通量之比。
2）太阳辐射透射比（ρe）太阳辐射反射比也称太阳辐射直接反射比,(Reflectance of Solar Radiation)定义：太阳反射辐射通量与入射辐射通量之比。
3）太阳辐射吸收比（αe）也称太阳辐射直接吸收比（Absorptance of Solar Radiation）,定义：太阳吸收辐射通量与入射辐射通量之比。
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Cu和Cr的混合色
这两种着色离子的共同点是500nm附近的吸收少，因它们的共同强调 的是绿色。另一方面，Cr的吸收曲线在500nm以下突然升高(Cr6+离子更为 显著)，而在黄光部分却透过很大（p159图9－20）。 增加Cr的用量，则混合的绿色向黄色色调发展；反之增加Cu的用量， 则混合色向蓝色色调发展。若以CuO：Cr2O3=1.5：1为中心(纯绿)，适当 调配Cu和Cr的比例，可以得出由黄绿到蓝绿的全部色调。
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。
9.2.4
离子着色理论
影响吸收带波长位置的因素
外来阳离子场强越大，则氧离子被其极化增大，对着色离子的有效电场减 弱，能级分裂减小，吸收带往长波方向移动； 四配位：有效电场中心距离配位体较远， （1）同一价态的着色离子的吸收带位置，主要取决于氧离子配 因此能级分裂后能量差较小，吸收带较六配位 阳离子半径较大时，因氧离子对其屏蔽不完全，使阳离子部分正电场进 位场的强度。配位场强越大，能级分裂越大，吸收带往短波方 的往长波方向移动。 入着色离子配位场中，消耗了部分氧离子对着色离子的有效电场，因此，使 吸收带向长波方向移动 同一着色离子，价态增加时，有效电场强 向移动。 度大，所以能级分裂后能量差较大，吸收带往 短波方向移动。 （2）受阳离子场强、半径的影响
1. 玻璃受热膨胀——折射率减小 冷却速度
2. 阳离子对氧离子作用减小，极化率增加——折射 保温温度 3. 率增加 极限冷却和保温温度对趋向平衡折射率达速度的影
3. 响 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
8.2
玻璃的光学常数
- nc）
主折射率（546.1nm入射光的折射率）
Co2+
Cu2+
混合离子着色规律
两种着色离子的综合效果可以从它们的吸收曲线的迭加(包括互相加强和互
相抵消)中推测得知。这规律也适用于红、橙、黄等各种着色离子，并适用 于硫和硒的着色。
但是Cr和Mn，Fe和Mn的混合的情况与此不同。
Cr和Mn的混合色
少量的K2Cr2O7和MnO2混和使用，由于Cr6+保持了Mn3+的高价 状态，因此能大大加强玻璃的紫色。但是，当进一步增加Cr的用量时， 则玻璃带有显著的灰色色调。把Cr3+和Mn3+的吸收曲线迭加起来，就 几乎把整个可见光范围的光波全部吸收了。在这种情况下，混合失去 了意义。然而利用这种原理可以制造黑色和黑色透红外玻璃。
Mn3+
Mn2+
9.2.6 离子的混合着色
Co和Cu的混合色
把Co2+ 和Cu2+ 的ε-λ曲线进行对比可以看出，Co能消除Cu的绿色成分(近 500nm处)，而Cu能消除Co的红色成分(650nm以上)。结果，两者的配合可得 出浅蓝到淡青之间的色调，清新而朴实，特别是Co用量不多时收效尤佳。
9.2.6 离子的混合着色
Ce和Ti的混合色（金黄色）
（1）保持一种着色剂含量不变，增加另一种着色剂含量时，光 谱的吸收极限向长波方向移动，使色泽加深。
（2）玻璃基质中碱金属、碱土金属半径增大，着色离子的吸收 极限向长波方向移动，着色加深。 （3）还原气氛下熔制，离子趋向形成低价位，有效电场强度降 低，吸收带往长波方向移动，着色加深。 （4）注意避免晶化。
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
n 1 2 R( ) n 1
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
颗粒的数量
颗粒的光密度
I r
(d d ) 2 MV 2 (1 cos2 ) 4 2 d2 r
一般着色离子加入量越多，它在 玻璃中价态的平衡是朝着高价、低 配位的方向移动。
9.2.4
离子着色理论
离子的配位场理论——络合物结构理论
（1）在玻璃的结构中：着色离子以各种配位状态处于氧离子包 围之中，而氧离子电场受到附近其它阳离子的影响，从而使着 色离子周围电场发生变化，导致着色离子的电子能级发生位移， 光谱特性随之发生变化。 （2）根据玻璃的组成推测着色离子在玻璃中的配位状况，从而 估计离子吸收波长的位置及颜色随成分递变的规律 （3）配位场理论对过渡金属离子着色的解释（简并能级的分裂）
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
1 2 Ri / Vi 由于分子体积i Vi 2 R 较小而利于提 1 R / V 高折射率 R V
i i i i
取决于玻璃内部离子的极化率和密度
ni
3. 稀土金属离子着色
稀土族(或镧系)是属于内过渡元素，它们之间的化学性质非常类 似。稀土元素是颜色玻璃的优良着色剂，它的特点是着色稳定， 颜色鲜艳优美。
稀土元素的4f轨道的电子是部分填充的，容易产生f-f跃迁而引起 稀土元素的电子能级和谱线比一般元素更多种多样，它们可以吸收
光吸收，使玻璃着色。 或发射从紫外，可见到红外区的各种波长的电磁辐射。稀士元素也 但4f亚层为(5S2)(5P6)电子壳所屏蔽，使4f亚层受邻近其它原子 是良好的荧光和激光物质。 的势场(配位场)影响较小。因此镧系元素在玻璃中(或化合物中) ⑴ 具有f0，f14结构的La3+和Lu3+在200~100nm区城无吸收，故无 的吸收光谱，基本保持自由离子的线状光谱。 色。 由于谱线位置的移动，吸收光谱由气态自由离子的线状光谱转变 ⑵ 具有f7、f1、f6、f8的离子吸收峰全部或极大部分在紫外区，具 为化合物或溶液(玻璃)中的带状光谱。 有f13的离子吸收峰在红外区，所以都无色。 ⑶ 具有fx和f14-x的离子的颜色基本一样。
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。
9.2.4
离子着色理论
在游离氧较少的酸性玻璃中，离 影响离子价态和光谱特性的因素 子趋向形成低价位和高配位；而在 碱性玻璃中，则趋向形成高价位， 熔制温度越高、熔制时间越长， 低配位。 越有利于高价氧化物的分解，使离 （1）玻璃的基础成分 子从高价转向低价。
（2）不同变价离子间的影响 Cr6+> Mn3+> Ce4+> V5+> Cu2+> As5+> Sb5+> Fe3+> Sn4+ （3）熔制工艺因素的影响 （4）光照和热处理 （5）着色离子的浓度
3Ri 1 Vi Ri
由于极化率 较大而利于 提高折射率
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
8.1.2
（3）受着色离子配位状态、价态的影响
（4）受温度的影响
温度升高，着色离子至配位体中心较 远，导致有效电场强度下降，吸收带 往长波方向移动
9.2.5
常见的离子着色
钛（Ti） 钒（V） 铬（Cr） 锰（Mn） 铁（Fe） 钴（Co） 镍（Ni） 铜（Cu） 铈（Ce） 钕（Nd）
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
惰性气体型阳离子：电子层结构稳定，不变价—— 无色、不吸 1. 过渡金属离子的价电子在不同能级间的跃迁， 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 引起对可见光的选择性吸收。 变价，强烈地吸收紫外线。
2. 第四周期过渡金属离子着色
Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu在周期表中组成了第一系列(第四周期)过渡 金属离子，在最大容量为10个电子的3d轨道中，只有1~9个电子、因此可以在3d轨道 中跃迁(称为d-d跃迁)，在可见光区产生选择性吸收，从而使玻璃着色。 这类离子(除Co、Ni外)，在玻璃中都是可变价的。不同的价态表现不同的颜色和光谱 特性。在玻璃结构中，着色离子周围氧离子的配位场对光谱特性有重要作用。
2. 离子价态、配位体的电场强度和对称性。 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、 按电子层结构与光的吸收关系可分为三种： 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。
入射光波长
颗粒的体积
观测点的距离 （样品厚度）