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作业： P 313 : 10.5, 10.6, 10.7, 10.9, 10.10, 10.11, 10.12

第九讲 光学材料. 作业： P 313 : 10.5, 10.6, 10.7, 10.9, 10.10, 10.11, 10.12. 第九讲 光学材料. 光学材料： 自然界中人类最早感知 最大信息源 光学性质： 微结构变化（电子态 / 化学键 / 晶格等）伴随的光 子形式的能量变化 光子与微结构的作用. 电. 热. 磁. 材料物性. 光. 力. 其它. 第九讲 光学材料. 第九讲 光学材料. 红. 紫. 橙. 靛. 黄. 蓝. 绿. 蓝绿.

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作业： P 313 : 10.5, 10.6, 10.7, 10.9, 10.10, 10.11, 10.12

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Presentation Transcript

  1. 第九讲 光学材料 作业： P313: 10.5, 10.6, 10.7, 10.9, 10.10, 10.11, 10.12

  2. 第九讲 光学材料 • 光学材料：自然界中人类最早感知 最大信息源 • 光学性质：微结构变化（电子态/化学键/晶格等）伴随的光 • 子形式的能量变化 光子与微结构的作用 电 热 磁 材料物性 光 力 其它

  3. 第九讲 光学材料

  4. 第九讲 光学材料 红 紫 橙 靛 黄 蓝 绿 蓝绿 9.1 光和颜色 • 光和颜色的关系 颜色是眼睛对实物视觉感知的一部分：实物发出或反射可见光的颜色 红绿蓝 三元色

  5. 第九讲 光学材料

  6. 第九讲 光学材料 • 颜色的起因： • 光和物质相互作用 或 内部电子能级跃迁 • 化学结构 选择吸收和发射光－位于可见光区显 • 现颜色 • 物理过程 使光在传播过程中显现颜色 • 主动 和 被动

  7. 第九讲 光学材料

  8. 第九讲 光学材料

  9. 第九讲 光学材料 9.2 发色的化学机理和色料 • 原子激发和分子振动 • （1）电子激发跃迁 － 热激发或其他形式激发 • 电子在基态和激发态之间跃迁 吸收或发射不同波 • 长的光，若位于可见光区则显现不同颜色 （2）分子的振动和转动 － 吸收特定波长的光

  10. 第九讲 光学材料

  11. 第九讲 光学材料 • 过渡金属原子的能级 – 电子在配位场中的运动 过渡金属离子处于不同的配位场，轨道能级分裂状况和能级中电子排布不一样，电子在能级间跃迁产生的颜色就不同 配位场不一样： CuSO4晶体无色 CuSO4·5H2O 晶体蓝色

  12. 第九讲 光学材料

  13. 第九讲 光学材料 • 共轭效应和有机染料 共轭体系－共轭效应－离域键－最高占据轨道和最低空轨道间能级差位于可见光波段－分子产生颜色－有机染料 靛蓝分子结构式

  14. 第九讲 光学材料 酚酞酸碱指示剂

  15. 第九讲 光学材料 Fe3O4: • 电荷转移效应和颜料 电子在不同配位环境和不同价态离子间的转移－能量差异－吸收或放出光能－产生颜色 电荷转移形式： 同/异种离子－金属/配体－施主受主相互作用 Fe2O3:

  16. 第九讲 光学材料 • 电子在固体能带间跃迁产生颜色 金属的颜色：能带 吸收－反射－透射 半导体：能隙宽度－颜色 绝缘体：能隙宽度－颜色 晶体的一种与颜色相关的点缺陷－色心 和 晶体颜色

  17. 第九讲 光学材料 • 变色材料 • 化学过程 /物理过程－引起变色 （1）光致变色 （2）热致变色－智能建筑的热调光玻璃 （3）电致变色－智能建筑的电调光玻璃 （4）压致变色

  18. 第九讲 光学材料 9.3 发光材料 • 概述 • 光源－各种材料 （无源之光？） • 固体发光材料：常温下把激发能转变为可见光的固体物质 • 荧光物质－磷光物质 激发能量种类

  19. 第九讲 光学材料 • 发光材料基质的晶体结构 发光材料－金属离子＋不同对称性配位场－影响电子在不同能级间跃迁－影响发光强度 常用的发光材料－金属离子处于非中心对称的配位场中 CaWO4中：WO42-为非对 称四面体发光中心－浓 度大发光效率高

  20. 第九讲 光学材料 • 发光材料的应用 （1）日光灯：Hg蒸气＋荧光粉Ca5(PO4)3(F,Cl):Sb3+,Mn2+ （2）彩色显象管：红绿蓝三种荧光粉－三元色 Y2O3:Eu3+, ZnS(Cu2+,Al3+), ZnS:Ag+ （3）X射线激发存储发光材料: 辐射诱导光激励发光 BaFBr:Er2+

  21. 第九讲 光学材料 Hg蒸气原子受电子流轰击激发至激发态，返回基态时主要 发射出紫外线－－管壁上的荧光粉受紫外线激发

  22. 第九讲 光学材料

  23. 第九讲 光学材料 9.4 非线性光学晶体 光＋介质－线性光学效应 非线性光学效应: 倍频 和频 差频，等 非线性光学晶体：产生非线性光学效应的晶体 非线性光学效应：入射光波和组成晶体的不对称畸 变阴离子基团的电子运动相互作用的结果 重要的氧化物型非线性光学晶体简介： MO6、MO4、MO3、MO2、M3O6等类型

  24. 第九讲 光学材料

  25. 第九讲 光学材料 KTiOPO4 (KTB) 激光倍频材料

  26. 第九讲 光学材料

  27. 第九讲 光学材料 β －BaB2O4（BBO）激光倍频晶体

  28. 第九讲 光学材料 结构决定性质 光学过程： 物理过程 化学过程

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