光学功能材料总复习
8 光学功能材料总复习 24页
了解常用的几种激光器，了解激光材料的 制备方法，了解激光器的应用。
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信息传感材料
重点
热敏传感材料 力敏传感材料 光敏传感材料
难点
各种传感器的工作原理
2019/9/217Fra bibliotek 基本概念：传感器、电阻-应变效应、 压阻效应、压电效应、热电效应、热释电 效应、外光电效应、内光电效应、光电导 效应、本征光电导、非本征光电导、光生 伏特效应、霍尔效应等。
了解传感器的定义、组成和分类。
理解并掌握电阻应变材料的原理、结构 和相关材料，了解半导体压阻材料和压电 材料的工作原理。
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掌握热电偶的工作原理，几个基本定律。掌握半导 体热敏电阻工作原理，分类及相关材料。了解热敏传 感材料分类，双金属温度计工作原理，热释电传感器 工作原理。
了解声光效应中的布拉格衍射和拉曼 -纳斯衍射效应。
了解电光材料、磁光材料、声光材料 的基本要求及其种类。
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感谢各位！ 祝考试顺利！
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了解液晶显示的优缺点。
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信息处理材料
基本概念：激光调制、光调制材料、半 波电压、磁致旋光效应、磁光克尔效应、 磁致双折射效应、光磁效应、声光效应。
了解激光调制概念、分类。
掌握两种电光效应，了解两种电光效应 对材料的要求。
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掌握各种磁光效应的概念，了解磁致 旋光效应与磁光克尔效应的区别。
理解激光产生的过程，掌握激光器必须的基 本组成部分及各部分的作用，掌握激光的特性。
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光学复习专题PPT课件
凹透镜成像
1.平行主光轴的光， 反向延长线过焦点 2.延长线过焦点的 光，平行于主光轴 3.过光心的光，方 向不变
FoF
凸透镜成像实验
1.实验原理：光的折射 2.实验器材：凸透镜、蜡烛、光屏、光具座（估读） 3.实验步骤：调整高度，使烛焰、凸透镜、光屏中心 大致在同一高度 目的：确保烛焰的像呈在光屏中心
是 1m 。物体以2m/s的速度远离平面 镜，运动了2s。此时，像与物体的距 离是 10m 。像的大小 不变 。
汽车的前挡风玻璃为什么是斜的？
要求：根据反射规律作图找像点s'；
s
S'
如图，MN表示平面镜，AB表示镜前的 物体，根据平面镜成像的特点作图。
M A
B N
M A
B N
第一步：画垂线 第二步：标直角 A' 第三步：找等距 第四步：标符号 第五步：画虚像
B'
S为光源，从S到A能画几条光线
S '
光的折射
1.定义 光从一种物质斜射入另一种物质时，传播方向 产生偏折 2.光从一种介质到另一种介质，会产生光的反 射，也会产生光的折射 3.光的折射生活现象 （1）水中银币、鱼比实际位置浅 （2）游泳池看着比实际深度浅 （3）筷子、铅笔等在水中看着像是折断 （4）岸上的树，从水里看，比实际高度高 （5）海市蜃楼
凸透镜成像
1.凸透镜：中间厚两边薄——会聚 2.凹透镜：中间薄两边厚——发散
A
B
C
D
E
F
属于凸透镜的是： A 、C、D
属于凹透镜的是： B 、E 、F
凸透镜成像
1.平行主光轴的光， 过焦点 2.过焦点的光，平 行于主光轴 3.过光心的光，方 向不变
高考光学总复习,高中光学知识概要,总结
镜面反射的特点： 镜面反射的特点： ①镜面反射不改变光束性质； 镜面反射不改变光束性质； ②入射光线不变，平面镜转过α角，反射 入射光线不变，平面镜转过 角 光线转过2α角 光线转过 角。
习题
4、如图所示，任意一条光线射向夹角为φ的两平面 镜的相对镜面上，相继经两镜面反射后，最后射出 线与最初入射线的方向间夹角应为( ) (A)φ (B)2φ (C)3φ (D)4φ
光的反射和折射
小孔成像 光的直线传播 实例： 影的形成： 日食、月食
规律：光的反射定律
光 学
光的反射 应用：平面镜及其成像特点 规律：光的折射定律 光的折射 应用： 棱镜 色散 光谱 全反射
１、光沿直线传播的条件：在同种均 匀介质中，光沿直线传播。
实例：小孔成像、影的形成、日食 和月食
习题
2、光的反射
（2）分类：镜面反射和漫反射(课件) 镜面反射和漫反射都遵守反射定律。
（3）应用：平面镜成像及其特点 平面镜成像特点？ 平面镜成像特点？ 是等大的、正立的虚像，像与物关于 平面镜对称 。 做平面镜成像光路图的技巧： 做平面镜成像光路图的技巧：
练 习
根据平面镜成像有对称性的特点，确 根据平面镜成像有对称性的特点，确 定像的位置，再补画光路图。注意：镜后 的反向延长线要画成虚线，虚像用虚线画。 的反向延长线要画成虚线，虚像用虚线画。
习题
12、如图所示，△abc为一直角三棱镜的横截面，其顶角 、如图所示， 为一直角三棱镜的横截面， 为一直角三棱镜的横截面 其顶角α= 30°，P是平行于 的光屏 。 现有一束宽度为 的单色平行 是平行于ab的光屏 ° 是平行于 的光屏。 现有一束宽度为d的单色平行 2 光垂直射向ab面 结果在屏P上形成一宽度等于 的光带 的光带。 光垂直射向 面，结果在屏 上形成一宽度等于 d的光带。 3 （1）画出对应的光路图（不考虑光线的反射） ）画出对应的光路图（不考虑光线的反射） （2）求该棱镜的折射率n． ）求该棱镜的折射率 ． a
功能材料复习题
功能材料复习题功能材料复习题功能材料是指能够通过改变其结构和组成，以实现特定功能的材料。
它们在现代科技中扮演着重要的角色，广泛应用于电子、能源、医疗等领域。
本文将通过一系列复习题来回顾和巩固对功能材料的理解和知识。
1. 什么是功能材料？功能材料是指通过改变其结构和组成，使其具有特定的物理、化学或生物学性质，以实现特定功能的材料。
功能材料可以具有诸如导电、光学、磁性、催化等特性，用于满足不同领域的需求。
2. 请列举几种常见的功能材料及其应用领域。
- 导电材料：如金属和导电聚合物，广泛用于电子器件、电路板等领域。
- 光学材料：如光纤和半导体材料，用于激光器、光通信等领域。
- 磁性材料：如铁、钴和镍等，应用于电动机、磁存储器等领域。
- 催化材料：如催化剂，用于加速化学反应，广泛应用于化工、环保等领域。
- 生物材料：如生物陶瓷和生物可降解聚合物，用于医疗器械、组织工程等领域。
3. 请简要介绍一下纳米材料的特点和应用。
纳米材料具有尺寸在纳米级别的特点，其表面积大、界面效应显著，具有优异的物理、化学和生物学性质。
纳米材料广泛应用于电子、能源、医疗等领域。
例如，纳米颗粒可以用于药物传递系统，通过调控颗粒的大小和表面修饰，实现药物的靶向输送和控释；纳米材料在太阳能电池中的应用可以提高光电转换效率；纳米材料还可以用于传感器、催化剂等领域，发挥其特殊的性能。
4. 请解释一下形状记忆材料的工作原理。
形状记忆材料是一种能够在外界刺激下恢复其原始形状的材料。
其工作原理基于材料内部的相变过程。
形状记忆材料通常具有两种不同的相，即高温相和低温相。
在高温相时，材料可以被加工成所需的形状；而在低温相时，材料会发生相变，恢复其原始形状。
通过控制温度或应力，可以实现形状记忆材料的形状变化和恢复。
5. 请举例说明一种利用功能材料实现特定功能的应用。
一个例子是利用磁性材料实现磁性储存器。
磁性储存器是一种用于存储和读取数据的设备，其中磁性材料被用作信息的存储介质。
功能材料概论总复习
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（e） 物理吸附储氢 利用吸附储氢材料对氢分子的吸附作用而储氢。吸 附储氢材料主要有分子筛、活性炭、高比表面积活性炭、新型吸附剂 （碳纳米管、碳纳米纤维和纳米石墨等碳纳米材料 ）等。
Ⅰ 碳纳米管
1997.3 单壁碳纳米管中的储氢 ——《nature》 1999.7 碱掺杂的碳纳米管在常压常温下的高吸氢量——《science》 1999.11 室温下在单壁碳纳米管上的储氢——《science》 5wt%~20wt% 2010.2 回顾碳纳米管储氢——《carbon》 1998~2010，CNTS储氢量逐年下降
库柏认为，只要两个电子之间有净的吸引作用，不管这种作用力多么 微弱，它们都能形成束缚态。
这种吸引作用有可能超过电子之间的库仑排斥作用，而表现为净的相 互吸引作用，这样的两个电子被称为库柏电子对。
从能量上看，组成库柏对的两个电子由于相互作用将导致势能降低。
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、
如右图所示：
电子在晶格点阵中运动，它对周围的正离子有吸引作用，从而 造成局部正离子的相对集中，导致对另外电子的吸引作用。这
物理因素：热、光、幅射、机械力
物理－化学因素：热氧、光氧
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高聚物的分类
天然高分子材料 合成高分子材料
1、按来源
改性的天然高分子材料 改性合成高分子材料 为了获得具有各种实用性能或改善其成型加工性能，除 基本组分聚合物之外，还要添加各种添加剂，因此严格 地说，高分子化合物与高分子材料的涵义是不同的。 LOGO
当 T<Tc 时，金属内的库柏对开始形成（形成后体系能量下降），这时所有 的库柏对都以大小和方向均相同的动量运动，库柏对在能量上比单个电子运 动要稳定，因此，体系中仅有库柏对的运动，库柏对电子与周围其它电子没 有能量交换，也就没有电阻，金属导体就具有了超导电性 。库柏对的数量 十分巨大 , 当它们向同一方向运动时, 就形成了超导电流 。 由于库柏对引力并不大，当温度较高时，库柏对被热运动打乱而不能成对。 同时，离子在晶格上强烈地不规则振动，使形成库柏对的作用大大减弱。 LOGO
物理总复习：光学复习提纲
中考复习资料光学总复习一、光的传播●光源：能自行发光的物体。
不是光源的物体有：月亮、人的眼睛、珠宝（夜明珠除外）●规律：光在＿＿＿＿＿＿介质中是沿直线传播的。
光的直线传播在日常生活中具体应用有：小孔成像、日食、月食等。
●光线是由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立＿＿＿＿＿模型是研究物理的常用方法之一。
●光在真空中的速度＿＿＿＿＿＿。
光在空气中速度约为＿＿＿＿＿＿。
二、光的反射●定义：光从一种介质射向另一种介质的＿＿＿＿时，一部分光被反射回原来介质的现象。
●我们能看到不发光的物体（如地面、书本等）是因为这些物体＿＿＿＿＿＿的光射入了我们的眼睛。
●反射定律：＿＿＿＿光线与＿＿＿＿光线、＿＿＿＿线在同一平面上，反射光线和入射光线分居于＿＿＿＿线的两侧，反射角＿＿＿＿入射角。
●入射角增加时，反射角也随之＿＿＿＿。
光的反射过程中，光路是＿＿＿＿的。
三、平面镜成像●平面镜的作用：成像、改变光路。
●平面镜成像特点：(1)像与物体大小＿＿＿＿(2)像到镜面的距离＿＿＿＿物体到镜面的距离。
(3)像与物体的连线与镜面＿＿＿＿ (4)平面镜成的是＿＿＿＿像，只能用＿＿＿＿观察，不能用＿＿＿＿承接。
●实际应用：平静的水面相当于一个＿＿＿＿，岸上的物体在水中的倒影（倒映）。
●成像原理：光的＿＿＿＿＿定律。
如图，物体发出的光线射到镜面后，发生＿＿＿＿，作出反射光线，并将反射光线的＿＿＿＿线在镜面后相交，形成镜后的虚像。
四、光的折射●定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生偏转的现象。
●折射规律：＿＿＿＿光线与＿＿＿＿光线、＿＿＿＿线在同一平面上，折射光线和入射光线分居于＿＿＿＿线的两侧。
光从空气垂直射入（或其他介质射出），折射角＝入射角＝＿＿＿＿。
空气中角度大：光倾斜入射时，无论是从空气到水（或玻璃），还是从水（或玻璃）到空气中，光在空气中角度＿＿＿＿。
●入射角增加时，折射角也随之＿＿＿＿。
光的折射过程中，光路是＿＿＿＿的。
光学材料复习概要
光学玻璃的色散
n2 ()
1
B1 2 2 C1
B2 2 2 C2
B3 2 2 C3
对于大多数无色光学玻璃而 言，色散来源于紫外与红外 波段的两个吸收带
Sellmeier 模型
n2 () A0 A1 2 A2 2 A3 4 A4 6 A5 8
Cauthy模型
光学玻璃的折射率与成分之间的关系
密度：对原子价相同的的氧 化物来说，其阳离子半径越 大，玻璃分子体积就越大， 密度越小。
分子折射度：原子价相同的 阳离子其半径越大（原子核 对外层电子吸引力越弱）则 离子极化率越高。
离子极化率还受其周围离子 极化的影响，当阳离子半径 增加时不仅其本身极化率上 升也提高了氧离子的极化率， 因而促使玻璃分子折射度迅 速上升。
激光玻璃：稀土离子
激活离子一般是发光谱带窄，色纯度高，转换效率高，荧光寿命跨度大， 具有四能级（或三能级系统）的稀土元素或离子。
基质玻璃是具有优良光学性能、机械性能以及热性能的硅酸盐玻璃，硼酸 盐及硼硅酸盐玻璃，磷酸盐玻璃和氟磷酸盐玻璃。
Nd 3+离子的4F3/2→4I11/2的跃迁 ：1.064μm，室温
哑下标尽可能地靠近
T' ij
aik a Tjl kl
奇数阶的张量在具有反演中心i的晶体中是不存在的
晶体中具有物理意义的二阶张量都是对称张量：如应变张量不是 位移对位置的偏导eij,而是其中的对称部分。
张量的定义
张量的示性面：二阶张量的示性面是椭球或双曲面，其中椭球上 任意一点的径矢与法矢分别表示该二阶张量所跨居的作用矢量及 感生矢量。
在硅酸盐玻璃中逐渐增加氧化硼的含量，其性质变化曲线往往会出现极大 或极小值，称为“硼反常”，合理地应用这一反常现象可以改善玻璃的某 些物理化学性质，制得化学稳定性好，热膨胀系数小，折射率高而色散小 的玻璃。
光学材料复习资料
光学材料复习资料（个人见解）1.Optics的定义：是研究光（电磁波）的行为和性质，以及光和物质相互作用的物理学科。
2.材料的分类：inorganic(无机材料)：metal(金属)Ceramaics(陶瓷材料)：oxide（氧化物）、Carbide(碳化物) 、Nitride(氮化物)、Halide(氢化物)、chalcogenide（硫化物）Organic(有机材料)：polymers(聚合材料)3.键离子键（ionic）、阴离子，阳离子间通过静电作用形成的化学键共价键(conalent)、原子间通过共享电子所形成的化学键。
金属键(metallic)的定义：由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成4.光通信，个人电脑，视频点播电视，和遍及全球的互联网络的出现已对材料和设备的信号传输和处理一个沉重的负担。
显然，目前的技术进步正在推动在光学系统和应用，从电信到轨道卫星的光学系统，实施，很大程度上依赖于光学材料，光学系统和激光设备5.The optical properties of materials arise from the characteristics of their interactions with electromagnetic waves. 光学材料的性能取决于材料与电磁波的相互作用的特点。
6.名词解释Absorption（吸收）.：光的吸收是指原子在光照的下，会吸收光子的能量由低能态跃迁到高能态的现象。
从实验上研究光的吸收，通常用一束平行光照射在物质上，测量光强随穿透距离衰减的规律。
Luminescence（发光）：电子从高能级跃迁到低能级，释放出光子。
Reflection（反射）：波在传播过程中从一种媒质射向另一种媒质时，在两种媒质的界面上有部分波返回原媒质的现象Scattering(散射)：电磁波辐射在非均匀媒质或各向异性媒质中传播时多方位、多角度地改变原来传播方向的现象7.干涉（Interference）指满足一定条件的两列相干波相遇叠加，在叠加区域某些点的振动始终加强，某些点的振动始终减弱，即在干涉区域内振动强度有稳定的空间分布干涉加强Constructive Interference:两波重叠时，合成波的振幅大于成分波的振幅者，称为相长干涉或建设性干涉干涉减弱destructive Interference:两波重叠时，合成波的振幅小于成分波的振幅者，称为相消干涉或破坏性干涉。