《材料的光学性能》PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
考虑光的量子性，将光看成粒子，其能量量子即 为光子，光子的能量
E h hc
其中为频率，为波长，h为普朗克常数。
10. 1. 2 光与材料作用的一般 规律
(General rules of the interaction between lights and materials)
(a)吸收； (b)散射； (b)透射； (b), (c), (d)反射。
多晶材料晶粒的取向差
常光折射率n0和非常光折射率ne相差越大， 散射越严重。
例如：-Al2O3（刚玉），n0和ne分别为1.760和 1.768，计算出晶界反射率R=5.14×10-6——经
过多次反射，晶界散射引起的损失也不大——可 制成透光率很高的耐高温灯管。
金 反红射石率晶R=体2.，8×n01和0-n3。e分如别果为平2.均85晶4和粒2直.5径6为7，3晶m界， 厚度为3mm，可算出透过率只有(1-R)1000=0.06—
一般通过透射率和反射率的测试间接测量吸收系
数或散射系数S。二者引起的光强度的总衰减 I=I0e-(+S)x
——Bouguer定律
散射光的波长可能与入射光相同，也可能不同。
散射系数不仅与介质中的缺陷（如散射颗粒）的大小、分布、数量等有关，还与散射 相和基体的相对折射率有关。部分散射强烈依赖于入射光的波长。
光从介质1进入介质2后 可发生连续多次的反射 和折射，反射光强是各 次反射的总强度，透射 光强是在介质2中反复传 播过程中吸收和散射损 失以及反射以外的光的 总强度。
吸收机理：电子极化，电子受激吸收光子跃迁— —到禁带以上的能级或禁带中的杂质或缺陷能级
光子能量E大于禁 带宽度Eg——将电
子从满价带激发到 空导带上，并在价 带留下一个空穴。
第一次反射损失
E1
RI0
n n
1
2
1
I0
R其为能反量射损率失，n为介质2的折射率。所以进入介质2的光强度为I0(1-R)，经吸收和散射后 E23=I0(1-R)[1-e-(+S)x]
其中和S分别为介质2的吸收系数和散射系数。
光(二+线次S)x到放达射介的质能2量的损右失表面E4=的I0强R(度1-只R)有e-I(0+(S1)x-R)e传(+出S)x介质2的透射光强度只有I=I0(1-R)2e此射后时形的成I/的I0才透是射近光似—的—透略射低率于—实—际忽测略得了的多透次射反率
改变颜色的方法 对陶瓷、玻璃、搪瓷、水泥等无机材料，通常采 用分子着色剂和胶体着色剂改变其颜色。
分子着色剂：加入不同的离子在基体材料的禁带中形成杂质能级而选择性吸收某些波 长的光。 例：Co2+呈蓝紫色，Cu2+呈蓝绿色，Cr3+呈现鲜艳的紫色，CrO42-呈黄色，MnO4-呈紫色。
胶体着色剂：胶体金、银、铜等金属着色剂（颜 色随粒径改变，如胶体金粒径小于20nm弱黄色， 20～50nm红色，100～150nm透射呈蓝色，反射呈 棕色）。非金属胶体着色剂如硫硒化镉。 在不同温度和气氛下烧制陶瓷可能形成不同的氧 化物，改变颜色——“窑变”，绚丽多彩
可见光：波 长处于人眼 能够感知范 围的那部分 电磁波，波 长范围很窄
光波也由电场分量与磁场分量组成，这两种分量 彼此垂直且都垂直于光的传播方向。
电磁波在真空中的传播速度c=3×108m/s，且有
c 1
00
其中0和0分别为真空中的介
电常数和磁导率。
光在非真空介质中传播时光速
v 1 c
rr
其中和分别为介质的介电常数和磁导率，r和r分别为材料的相对介电常数和相对 磁导率。
2 非金属材料对光的反射
光线从一种透明介质进入另一种折射率不同的介 质时，总有一部分光线在界面处被反射。
光线垂直于或接近垂直于界面入射时，反射率
2
R
n2 n2
n1 n1
n1、n2：两种介质的折射率。
如果是从真空或空气射入到某种材料，则有
R
n
1
2
n 1
n：该材料的折射率——折射率高则反射率高
3 非金属材料对光的吸收
——只有能量为电子能级差的光子才能被吸收 ——可被孤立原子吸收的光子是不多的。 固体中——能带准连续，不同能量（频率）的光 子都有可能被吸收。 吸收了光子的电子处于高能量的受激态——不稳 定——又会按不同途径衰变返回基态，同时发射 不同波长（能量）的电磁波 受激电子又直接衰变回原能级——发射与入射光 同样波长的光波——反射
光从真空进入材料时速度降低，光在真空中的速
度c和材料中的速度v之比即为材料的折射率 n=c/v
当光从材料1中通过界面进入材料2时，在材料1中入射光与界面法线所成的角即入射角 为i1，在材料2中折射光与界面法线所成的角即折射角为i2
n21
sin i1 sin i2
n2 n1
v1 v2
n21：称为材料2相对于材料1的相对折射率，n1、 n2分别为材料1、2的折射率，v1、v2分别为材料1、
大多数金属的反射率在0.9～0.95之间，其余能 量转换成其他形式的能量，如热量
金属对不同波长的光的反射能力不同——反射光的波长不同——颜色不同
10. 1. 4 非金属材料对光的反应
(Interfaction between non-metal materials and lights)
1 非金属材料对光的折射
2中的光速。
由材料中的光速与介电常数和磁导率的关系可得
n c v
r r
其中r和r分别为材料的相对介电常数和相对磁导率。大多数非金属材料的磁性很弱， r1，有
n r
由于r>1，材料的折射率总是大于1的。
大离子可以使原子的正负电荷中心产生较大的相
对位移，r增大——可用大离子构成高折射率的
材料，小离子构成低折射率的材料。
10. 1. 3 金属材料对光的吸收和反 射
(Absorption and reflection of metallic materials to lights)
金属对可见光一般不透明——能带结构决定 费米能级以上有许多 空能级——可吸收不 同波长的光子将电子 激发到空能级上
大部分被激发电子又 会衰变回基态，放出 与所吸收的光子同波 长的光子——反射光
在某一粒子直
径下散射最大
散射系数最大时的质 点直径
dmax
4.1
2π(n 1)
n：散射质点与玻璃
基体的相对折射率，
为入射光的波长。
当散射质点直径d>波长时，可以认为所引起的
散射系数与散射质点的投影面积成正比，即
S=KNR2 N：单位体积内的散射质点数；R：散射质点的平均半径；K：基体与散射质点的相对 折射率决定的系数，当两者的折射率相近时为0。
金属和半导体的 禁带宽度为0或很 窄，对可见光有 很大的吸收率。
不同材料对电磁波（光）的吸收率与波长的关系
吸收光子后受激发的电子处于高能态，会以不同 的形式释放能量，衰变回满价带。
直接返回满价 电子经中间能 电子经中间能级返
带，与空穴结 级返回满价带，回满价带，发射出
合，发射出原 发射出两个低 一个低频率光子和
显然
h
hc
Eg
c为真空中的光 速，和分别为
光的频率和波长
可计算出Eg>3.1eV时波长最短的紫光（0.4m）
也不能将电子激发——不吸收可见光——可能是 无色透明的。
Eg <1.8eV时波长最大的红光（0.7m）也可将电
子激发到空导带中——吸收所有颜色的可见光， 不透明。
对于1.8eV<Eg<3.1eV的非金属材料，则可能吸收
频率的光子； 频率光子
一个声子——放热
吸收系数
介质的厚度为x，光射入介质时的强度为I0，经吸收后的射出介质的强度为I，吸收能 量损失正比于光强度I和厚度x，则有
-dI=Idx
I dI
x
dx
I0 I
0
I=I0e-x 称为材料对光的吸收系数——吸收后的光强度
随材料厚度增大呈指数衰减——朗伯特定律
双折射现象 均质介质（非晶态材料和立方晶系的晶体）：对 光是各向同性的，只有一个折射率。
非均质介质（非立方晶系的晶体）：光线入射到该介质中会产生双折射现象，即出现两 条振动方向相互垂直、转播速度不等的折射线。
双折射导致双折射率：平行于入射面的光线的 折射率为常数，与入射角无关，称为常光折射
率线不n0，严严格格遵服守从折折射射定定律律，；所另构一成条的与折之射垂率直的的大光 小随入射光方向变化，称为非常光折射率ne。 例 解如石对，石n0和英n，e分n0别和为ne分1.别65为8和1.15.4438和6。1.552；对方 一般沿晶体密堆方向ne较大。
假设散射质点的体积分数为V，则有
V 4 πR3源自文库 3
S 3KV 3KV 4R 2d
散射质点体积分数一定时，质点直径越大，散射 系数越小。
5 非金属材料的透光性
强 的
度 光
线为从I0
介质1
（假设为
空气或真
空）垂直
入射到厚
度为x的
材料（介
质2）中，
射出，至
少有四次
能量损失
反射、折射、散射、二次反射
—不透光。
改变透射率的方法
提高透光性：用高纯原料，既防止异相的生成增 大散射，又防止杂质能级提高吸收率；掺杂微量 成分降低气孔率，并形成与主晶相折射率相近的 固溶体降低散射。 例：向Al2O3中加少量MgO、Y2O3、La2O3等。用热 压、热煅、热等静压等工艺方法降低气孔率
降低透光性（不透明，乳浊态）：生成尺寸与入射光波长相近、体积分数大、与基体 折射率相差大的颗粒。 例N—a半：F、透向C明硅aT陶酸iS瓷盐iO玻5、璃As中2O加5等入乳Ti浊O2剂、在Sn玻O2璃、中Zr结O2、晶Z析r出Si细O4等小乳颗浊粒剂—颗—粒搪，瓷加釉入。气适孔当，调加整入—
例：空气的10-5cm-1，玻璃的10-2cm-1，金属 的104～105cm-1——金属实际上不透明。
4 非金属材料对光的散射
介质中含有折射率不同的第二相粒子、晶界、气孔、夹杂物等不均匀结构，使光偏离 原来的折射方向，从而引起光的散射。
经散射后的射出介质的光强度
I=I0e-Sx 其中I0为光射入介质时的强度；x为介质的厚度； S称为材料对光的散射系数。
影响透射率的因素
吸收系数、散射系数和反射率都影响透射率。 非金属材料吸收系数较低，对透射率影响不大。其透射率的主要因素是散射系数。
宏观和微观缺陷，如第二相粒子、夹杂物、气孔、 孔洞等在相界面产生散射。 气孔和孔洞与基体的相对折射率大，引起的散射 损失大。 一般陶瓷材料的气孔直径大约为1m，用特殊的 工艺消除大尺寸气孔，使气孔直径减小到 0.01m的数量级，散射系数可降低三个数量级 以上，得到透明陶瓷。
第一：引起材料中的电子极化——光波的电场分 量与传播路径上的原子作用，造成电子云的负电 荷中心与原子核的正电荷中心发生相对位移—— 光的部分能量被吸收，光速降低——折射。
第二：引起材料中电子能态的改变。
光子能量恰好为孤立 原子两能级差，将电 子激发到高能级。光 子消失——吸收
这种吸收的条件为
E=hij 其为中这i一、能j级为差原的子光中子电的子频的率两，个h能为级普，朗克E=常Ei-数Ej。为这两个能级的能级差，ij为能量恰好
入射到材料表面的光的能流率为0W/m2，则有
0=T+A+R+S T、A、R、S分别是透射、吸收、反射、散射的能流率。
其中
用0除等式两边，则有
T+A+R+S=1
T T 0
A A 0
R R 0
S S 0
分别称为透射率、吸收率、反射率和散射率。
折射、反射、散射、吸收各有其微观机制—— 光与固体中的原子、离子、电子等的相互作用
波长较短（部分颜色）的可见光——可能是带色 透明的。
杂质和缺陷在禁 带中引入中间能 级，使低能量光 子能够将电子从 满价带激发到中 间能级或从中间 能级激发到空导 带，吸收光子。
——禁带较宽的介电材 料不纯时也可吸收光子
红外吸收，与 晶格振动有关， 离子的弹性振 动与光子辐射 发生谐振消耗
能量所致
6 非金属材料的颜色 不透明材料的颜色由反射光的波长决定，透明材 料的颜色由透射光波长决定。
绿色玻璃：不同比例 的各颜色光的混合光 谱决定透射光的波 长——绿色
蓝宝石：氧化铝单晶 红宝石：掺杂有少量Cr2O3的氧化铝单晶
对各波长的光的透 射率相近，无色
禁带中引入 Cr3+ 杂质能级，对蓝 紫光和黄绿光吸 收强，透射的混 合光谱呈红色
第10章 材料的光学性能 (Optical properties of
materials)
10. 1 光与材料的作用 (Interaction between lights and
materials)
10. 1. 1 光的物理本质 (Physical essence of lights)
颜色随波 长改变。 白光是各 色光的混 合
E h hc
其中为频率，为波长，h为普朗克常数。
10. 1. 2 光与材料作用的一般 规律
(General rules of the interaction between lights and materials)
(a)吸收； (b)散射； (b)透射； (b), (c), (d)反射。
多晶材料晶粒的取向差
常光折射率n0和非常光折射率ne相差越大， 散射越严重。
例如：-Al2O3（刚玉），n0和ne分别为1.760和 1.768，计算出晶界反射率R=5.14×10-6——经
过多次反射，晶界散射引起的损失也不大——可 制成透光率很高的耐高温灯管。
金 反红射石率晶R=体2.，8×n01和0-n3。e分如别果为平2.均85晶4和粒2直.5径6为7，3晶m界， 厚度为3mm，可算出透过率只有(1-R)1000=0.06—
一般通过透射率和反射率的测试间接测量吸收系
数或散射系数S。二者引起的光强度的总衰减 I=I0e-(+S)x
——Bouguer定律
散射光的波长可能与入射光相同，也可能不同。
散射系数不仅与介质中的缺陷（如散射颗粒）的大小、分布、数量等有关，还与散射 相和基体的相对折射率有关。部分散射强烈依赖于入射光的波长。
光从介质1进入介质2后 可发生连续多次的反射 和折射，反射光强是各 次反射的总强度，透射 光强是在介质2中反复传 播过程中吸收和散射损 失以及反射以外的光的 总强度。
吸收机理：电子极化，电子受激吸收光子跃迁— —到禁带以上的能级或禁带中的杂质或缺陷能级
光子能量E大于禁 带宽度Eg——将电
子从满价带激发到 空导带上，并在价 带留下一个空穴。
第一次反射损失
E1
RI0
n n
1
2
1
I0
R其为能反量射损率失，n为介质2的折射率。所以进入介质2的光强度为I0(1-R)，经吸收和散射后 E23=I0(1-R)[1-e-(+S)x]
其中和S分别为介质2的吸收系数和散射系数。
光(二+线次S)x到放达射介的质能2量的损右失表面E4=的I0强R(度1-只R)有e-I(0+(S1)x-R)e传(+出S)x介质2的透射光强度只有I=I0(1-R)2e此射后时形的成I/的I0才透是射近光似—的—透略射低率于—实—际忽测略得了的多透次射反率
改变颜色的方法 对陶瓷、玻璃、搪瓷、水泥等无机材料，通常采 用分子着色剂和胶体着色剂改变其颜色。
分子着色剂：加入不同的离子在基体材料的禁带中形成杂质能级而选择性吸收某些波 长的光。 例：Co2+呈蓝紫色，Cu2+呈蓝绿色，Cr3+呈现鲜艳的紫色，CrO42-呈黄色，MnO4-呈紫色。
胶体着色剂：胶体金、银、铜等金属着色剂（颜 色随粒径改变，如胶体金粒径小于20nm弱黄色， 20～50nm红色，100～150nm透射呈蓝色，反射呈 棕色）。非金属胶体着色剂如硫硒化镉。 在不同温度和气氛下烧制陶瓷可能形成不同的氧 化物，改变颜色——“窑变”，绚丽多彩
可见光：波 长处于人眼 能够感知范 围的那部分 电磁波，波 长范围很窄
光波也由电场分量与磁场分量组成，这两种分量 彼此垂直且都垂直于光的传播方向。
电磁波在真空中的传播速度c=3×108m/s，且有
c 1
00
其中0和0分别为真空中的介
电常数和磁导率。
光在非真空介质中传播时光速
v 1 c
rr
其中和分别为介质的介电常数和磁导率，r和r分别为材料的相对介电常数和相对 磁导率。
2 非金属材料对光的反射
光线从一种透明介质进入另一种折射率不同的介 质时，总有一部分光线在界面处被反射。
光线垂直于或接近垂直于界面入射时，反射率
2
R
n2 n2
n1 n1
n1、n2：两种介质的折射率。
如果是从真空或空气射入到某种材料，则有
R
n
1
2
n 1
n：该材料的折射率——折射率高则反射率高
3 非金属材料对光的吸收
——只有能量为电子能级差的光子才能被吸收 ——可被孤立原子吸收的光子是不多的。 固体中——能带准连续，不同能量（频率）的光 子都有可能被吸收。 吸收了光子的电子处于高能量的受激态——不稳 定——又会按不同途径衰变返回基态，同时发射 不同波长（能量）的电磁波 受激电子又直接衰变回原能级——发射与入射光 同样波长的光波——反射
光从真空进入材料时速度降低，光在真空中的速
度c和材料中的速度v之比即为材料的折射率 n=c/v
当光从材料1中通过界面进入材料2时，在材料1中入射光与界面法线所成的角即入射角 为i1，在材料2中折射光与界面法线所成的角即折射角为i2
n21
sin i1 sin i2
n2 n1
v1 v2
n21：称为材料2相对于材料1的相对折射率，n1、 n2分别为材料1、2的折射率，v1、v2分别为材料1、
大多数金属的反射率在0.9～0.95之间，其余能 量转换成其他形式的能量，如热量
金属对不同波长的光的反射能力不同——反射光的波长不同——颜色不同
10. 1. 4 非金属材料对光的反应
(Interfaction between non-metal materials and lights)
1 非金属材料对光的折射
2中的光速。
由材料中的光速与介电常数和磁导率的关系可得
n c v
r r
其中r和r分别为材料的相对介电常数和相对磁导率。大多数非金属材料的磁性很弱， r1，有
n r
由于r>1，材料的折射率总是大于1的。
大离子可以使原子的正负电荷中心产生较大的相
对位移，r增大——可用大离子构成高折射率的
材料，小离子构成低折射率的材料。
10. 1. 3 金属材料对光的吸收和反 射
(Absorption and reflection of metallic materials to lights)
金属对可见光一般不透明——能带结构决定 费米能级以上有许多 空能级——可吸收不 同波长的光子将电子 激发到空能级上
大部分被激发电子又 会衰变回基态，放出 与所吸收的光子同波 长的光子——反射光
在某一粒子直
径下散射最大
散射系数最大时的质 点直径
dmax
4.1
2π(n 1)
n：散射质点与玻璃
基体的相对折射率，
为入射光的波长。
当散射质点直径d>波长时，可以认为所引起的
散射系数与散射质点的投影面积成正比，即
S=KNR2 N：单位体积内的散射质点数；R：散射质点的平均半径；K：基体与散射质点的相对 折射率决定的系数，当两者的折射率相近时为0。
金属和半导体的 禁带宽度为0或很 窄，对可见光有 很大的吸收率。
不同材料对电磁波（光）的吸收率与波长的关系
吸收光子后受激发的电子处于高能态，会以不同 的形式释放能量，衰变回满价带。
直接返回满价 电子经中间能 电子经中间能级返
带，与空穴结 级返回满价带，回满价带，发射出
合，发射出原 发射出两个低 一个低频率光子和
显然
h
hc
Eg
c为真空中的光 速，和分别为
光的频率和波长
可计算出Eg>3.1eV时波长最短的紫光（0.4m）
也不能将电子激发——不吸收可见光——可能是 无色透明的。
Eg <1.8eV时波长最大的红光（0.7m）也可将电
子激发到空导带中——吸收所有颜色的可见光， 不透明。
对于1.8eV<Eg<3.1eV的非金属材料，则可能吸收
频率的光子； 频率光子
一个声子——放热
吸收系数
介质的厚度为x，光射入介质时的强度为I0，经吸收后的射出介质的强度为I，吸收能 量损失正比于光强度I和厚度x，则有
-dI=Idx
I dI
x
dx
I0 I
0
I=I0e-x 称为材料对光的吸收系数——吸收后的光强度
随材料厚度增大呈指数衰减——朗伯特定律
双折射现象 均质介质（非晶态材料和立方晶系的晶体）：对 光是各向同性的，只有一个折射率。
非均质介质（非立方晶系的晶体）：光线入射到该介质中会产生双折射现象，即出现两 条振动方向相互垂直、转播速度不等的折射线。
双折射导致双折射率：平行于入射面的光线的 折射率为常数，与入射角无关，称为常光折射
率线不n0，严严格格遵服守从折折射射定定律律，；所另构一成条的与折之射垂率直的的大光 小随入射光方向变化，称为非常光折射率ne。 例 解如石对，石n0和英n，e分n0别和为ne分1.别65为8和1.15.4438和6。1.552；对方 一般沿晶体密堆方向ne较大。
假设散射质点的体积分数为V，则有
V 4 πR3源自文库 3
S 3KV 3KV 4R 2d
散射质点体积分数一定时，质点直径越大，散射 系数越小。
5 非金属材料的透光性
强 的
度 光
线为从I0
介质1
（假设为
空气或真
空）垂直
入射到厚
度为x的
材料（介
质2）中，
射出，至
少有四次
能量损失
反射、折射、散射、二次反射
—不透光。
改变透射率的方法
提高透光性：用高纯原料，既防止异相的生成增 大散射，又防止杂质能级提高吸收率；掺杂微量 成分降低气孔率，并形成与主晶相折射率相近的 固溶体降低散射。 例：向Al2O3中加少量MgO、Y2O3、La2O3等。用热 压、热煅、热等静压等工艺方法降低气孔率
降低透光性（不透明，乳浊态）：生成尺寸与入射光波长相近、体积分数大、与基体 折射率相差大的颗粒。 例N—a半：F、透向C明硅aT陶酸iS瓷盐iO玻5、璃As中2O加5等入乳Ti浊O2剂、在Sn玻O2璃、中Zr结O2、晶Z析r出Si细O4等小乳颗浊粒剂—颗—粒搪，瓷加釉入。气适孔当，调加整入—
例：空气的10-5cm-1，玻璃的10-2cm-1，金属 的104～105cm-1——金属实际上不透明。
4 非金属材料对光的散射
介质中含有折射率不同的第二相粒子、晶界、气孔、夹杂物等不均匀结构，使光偏离 原来的折射方向，从而引起光的散射。
经散射后的射出介质的光强度
I=I0e-Sx 其中I0为光射入介质时的强度；x为介质的厚度； S称为材料对光的散射系数。
影响透射率的因素
吸收系数、散射系数和反射率都影响透射率。 非金属材料吸收系数较低，对透射率影响不大。其透射率的主要因素是散射系数。
宏观和微观缺陷，如第二相粒子、夹杂物、气孔、 孔洞等在相界面产生散射。 气孔和孔洞与基体的相对折射率大，引起的散射 损失大。 一般陶瓷材料的气孔直径大约为1m，用特殊的 工艺消除大尺寸气孔，使气孔直径减小到 0.01m的数量级，散射系数可降低三个数量级 以上，得到透明陶瓷。
第一：引起材料中的电子极化——光波的电场分 量与传播路径上的原子作用，造成电子云的负电 荷中心与原子核的正电荷中心发生相对位移—— 光的部分能量被吸收，光速降低——折射。
第二：引起材料中电子能态的改变。
光子能量恰好为孤立 原子两能级差，将电 子激发到高能级。光 子消失——吸收
这种吸收的条件为
E=hij 其为中这i一、能j级为差原的子光中子电的子频的率两，个h能为级普，朗克E=常Ei-数Ej。为这两个能级的能级差，ij为能量恰好
入射到材料表面的光的能流率为0W/m2，则有
0=T+A+R+S T、A、R、S分别是透射、吸收、反射、散射的能流率。
其中
用0除等式两边，则有
T+A+R+S=1
T T 0
A A 0
R R 0
S S 0
分别称为透射率、吸收率、反射率和散射率。
折射、反射、散射、吸收各有其微观机制—— 光与固体中的原子、离子、电子等的相互作用
波长较短（部分颜色）的可见光——可能是带色 透明的。
杂质和缺陷在禁 带中引入中间能 级，使低能量光 子能够将电子从 满价带激发到中 间能级或从中间 能级激发到空导 带，吸收光子。
——禁带较宽的介电材 料不纯时也可吸收光子
红外吸收，与 晶格振动有关， 离子的弹性振 动与光子辐射 发生谐振消耗
能量所致
6 非金属材料的颜色 不透明材料的颜色由反射光的波长决定，透明材 料的颜色由透射光波长决定。
绿色玻璃：不同比例 的各颜色光的混合光 谱决定透射光的波 长——绿色
蓝宝石：氧化铝单晶 红宝石：掺杂有少量Cr2O3的氧化铝单晶
对各波长的光的透 射率相近，无色
禁带中引入 Cr3+ 杂质能级，对蓝 紫光和黄绿光吸 收强，透射的混 合光谱呈红色
第10章 材料的光学性能 (Optical properties of
materials)
10. 1 光与材料的作用 (Interaction between lights and
materials)
10. 1. 1 光的物理本质 (Physical essence of lights)
颜色随波 长改变。 白光是各 色光的混 合