材料的光学性能复习思考题
光学测量复习题
1.光学测量：对光学材料、零件及系统的参数和性能的测量。
2.直接测量：无需对被测的量与其他的实测的量进行函数关系的辅助计算，而直接得到被测值的测量。
3.间接测量：直接测量的量与被测的量之间有已知的函数关系，从而得到该被测量的测量。
4.测量误差原因：（测量装置误差）（环境误差）（方法误差）（人员误差）。
5.测量误差按其特点和性质，可分为（系统误差）、（偶然误差）和（粗大误差）。
6.精度：反应测量结果与真实值接近程度的量。
7.精度分为：①正确度:由系统误差引起的测量值与真值的偏离程度②由偶然误差引起......③由系统误差和偶然误差引起的......8.偶然误差的评价:(标准偏差)(极限误差)。
9.正态分布特征：（单峰性）（对称性）（有界性）（抵偿性）。
10.确定权的大小的方法：（根据测量次数确定）（由标准偏差确定）。
11.对准（横向对准）是指在垂直于瞄准轴方向上，使目标和比较标记重合或置中的过程，又称横向对准。
12.调焦（纵向对准）指目标和比较标记瞄准轴方向重合或置中的过程。
13..对准误差：对准残留的误差。
14.调焦误差：调焦残留的误差。
15.常用调焦方式：（清晰度法）、（消视差法）。
16.清晰度法：以目标象和比较标志同样清晰为准，其调焦误差由几何景深和物理景深决定。
17.消视差法：以眼睛垂直于瞄准轴摆动时看不出目标象和比较标志有相对错动为准，调焦误差受对准误差影响。
18.平行光管：是光学测量中最常用的部件，发出平行光，用来模拟无限远目标，主要由（望远物镜）和（安置在物镜焦平面上的分划板）构成。
19.调校平行光管的目的：是使分划板的分划面位于物镜焦平面上。
调校方法：（远物法）、（可调前置镜法）、（自准直法）、（五棱镜法）和（三管法）。
20.自准直仪：（自准直望远镜）（自准直显微镜）。
21.自准直目镜是一种带分划板和分划板照明装置的目镜。
一般不能单独使用，应与望远镜物镜配合构成自准直望远镜；与显微镜物镜配合构成自准直显微镜。
材料研究方法思考题2
思考题1.矿物的折射率受哪些因素的影响？2.什么叫光率体的主切面？如果入射偏光的振动方向与一轴晶晶体的Z晶轴垂直或斜交，光波进入晶体后的情况又将如何？3.作出四方晶系矿物⊥Z晶轴和//Z晶轴切片上对应的光率体切面。
4.莫来石是斜方晶系矿物，测得其各晶轴对应的折射率分别为：Nx=1.642；Ny=1.644；Nz=1.654，试做出莫来石的光率体，并求其光性正负。
5.作出二轴晶光率体的主切面。
6.何为矿物的光性方位？7.设普通角闪石Ng=1.701，Nm=1.691，Np=1.665，Nm=y，Ng∧Z=30°，β=106°。
确定普通角闪石的光性符号，做出各主轴面上的光性方位图。
8.矿物在单偏光镜下可以观察哪些光性？9.矿物在单偏光镜下的颜色与那些因素有关？10.矿物在单偏光镜下的哪些光性受矿片双折率的影响？对于这些光性的观察应当选择哪种切片方向的矿片？11.什么是正交偏光镜间矿片的消光现象？不同的矿片在正交偏光镜下的消光现象有何不同？说明石英砂岩矿片中其⊥OA和斜交OA晶粒切面在正交偏光镜下呈现的现象。
12.矿片的干涉色与矿片的颜色有何差别？13.二轴晶矿物各主切面上的干涉色是否相同，为什么？其最高干涉色应出现在哪种切面上？此切面上的干涉图形特点如何？14.当矿片对应的光程差分别为500nm和3000nm时，将呈现何种干涉色？试用七单色波的干涉结果加以说明。
15.什么是矿片的消色现象？其与矿片的消光现象有何不同？16.已知橄榄石Ng=1.689，Nm=1.670，Np=1.654，求⊥Bxa、⊥Bxo以及//AP切面上的干涉色。
（标准薄片厚度为0.03mm）17.查有关光性矿物学或矿物光性鉴定方面的书籍，列出6种常见的耐火矿物的最高干涉色。
18.如何区别均质体和非均质体⊥OA矿片？19.石英和方解石均为一轴晶矿物，它们的最大双折率分别为0.009和0.172，二者⊥OA切面上干涉图形特征是否完全相同？20.说明进行透明矿物光性鉴定采用的试样形式和光路装置构造。
第四章材料的光学性能_材料物理
第四章材料的光学性能_材料物理第四章主要介绍材料的光学性能，包括传统光学性能和现代光学性能。
在本章中，我们将探讨材料的折射率、透过率、吸收率、反射率、透射率和散射率等光学性能，并深入了解这些性能对材料的应用和性能起到的影响。
首先，折射率是一个物质对光的折射能力的度量。
它表示光在通过一种介质时，光线的传播速度相对于真空中的传播速度的比值。
折射率越大，光线在介质中的传播速度越慢，同时也会使光线的传播方向发生变化。
折射率在光学器件的设计和制造中起着至关重要的作用，例如在光纤通信和光学透镜等领域。
透过率是指光线从一个介质传播到另一个介质时的透明程度。
透过率越高，介质光学效果越好。
材料的透过率取决于折射率和吸收率等因素。
在光学器件中，透过率是一个重要的性能指标，它决定了器件的光学传输效率和亮度。
吸收率是材料吸收光的能力。
当光线穿过材料时，一部分能量被材料所吸收，而另一部分则被材料所反射或透射。
吸收率对于材料的应用非常重要，特别是在光电子器件和光热器件中。
高吸收率的材料可以有效地将光能转化为电能或热能，以实现各种功能。
反射率是指光线从介质中的表面反射回来的能力。
反射率取决于入射角度和材料的折射率。
反射率高的材料适用于光学镜面和反射镜等应用，可以将光线有效地反射出去，而不是被吸收或透射。
透射率是指光线通过材料时传输的能力。
透射率在光学器件和材料中起着重要作用，尤其是在光纤传输和光学滤波器等应用中。
高透射率的材料可以有效地传输光线，减少能量损失。
散射率是指光线在碰撞或与材料表面相互作用时发生方向改变的能力。
散射率对于材料的外观和质量也有很大影响，尤其是在透明材料和杂质掺杂材料中。
控制散射率可以改善材料的光学性能，使其更适用于各种应用。
总之，材料的光学性能对于很多应用至关重要。
通过理解和控制材料的折射率、透过率、吸收率、反射率、透射率和散射率等光学性能，我们可以设计和制造出更好的光学器件和材料，满足不同领域的需求。
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。
纳米复合材料思考题汇总（1）
纳米复合材料总复习思考题第一章：纳米材料与复合材料1、何为纳米材料和纳米技术？答：纳米材料：任一维度的尺寸在1~100nm之间的材料。
纳米技术：在分子水平控制单个原子，创造分子结构完全不同的新物质的技术。
2、纳米材料有哪些基本性质和特性？答：基本性质：小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应。
特性：光学特性、磁学特性、催化特性、增强增韧特性、储氢性质、润滑性质。
3、根据制备过程的物态，简述纳米材料的制备方法和工艺。
答：按制备过程的物态分类：气相制备方法——金属纳米材料（Au、Ag、Cu 等）液相制备方法——以水和有机溶剂为介质制备各种纳米材料和复合材料固相制备方法——机械合金化制造技术4、晶相纳米材料的形成包括哪些过程？答：晶体纳米材料的形成原理：成核、晶核生长。
5、液相法制备纳米材料有哪些优点和缺点？答：优点：颗粒表面活性好，工业化生产成本低，产物组成易控。
缺点：硬团聚，颗粒大小不均匀，纯度低，性能不够稳定6、简述用溶胶凝胶法制备纳米材料的过程。
答：溶胶凝胶法——采用特定的纳米材料前驱体在一定条件下水解，形成溶胶然后经溶剂挥发及加热等处理，使溶胶转变成网状结构的凝胶，再经过适当的后处理工艺形成纳米材料的一种方法。
7、纳米材料可应用在哪些领域？答：应用于以下方面：催化剂、陶瓷材料、医用材料、磁性材料、防护材料、光电转换材料、传感器。
8、常用的纳米粉体材料有哪4种？答：常见的4种：纳米CaCO3、纳米TiO2、白碳黑、炭黑。
9、典型的纳米结构材料有哪些（至少3种）？答：常见纳米结构材料：C60 与 C70，碳纳米管、石墨烯家族、TiO2纳米管、纳米生物管、纳米棒、线、丝。
10、简述纳米TiO2光催化反应机理。
答：半导体TiO2粉体吸收紫外光后，价电子被激发到导带上。
在导带上产生光生电子（e-），在价带上产生空穴（h+）。
这种光生电子和空穴具有极高的能量，后者有极强的氧化性，前者有极强的还原性，在常温常压下，就可以将几乎所有的有机物和臭气、细菌和病毒、及部分无机物完全分解和矿化。
高分子材料思考题答案
《高分子材料导论》思考题第一章材料科学概述1．试从不同角度把材料进行分类，并阐述三大材料的特性。
按化学组成分类：金属材料无机材料.有机材料（高分子材料）按状态分类:气态。
固态：单晶.多晶.非晶.复合材料.液态按材料作用分类:结构材料，功能材料按使用领域分类：电子材料。
耐火材料。
医用材料。
耐蚀材料。
建筑材料三大材料：（1）金属材料富于展性和延性，有良好的导电及导热性、较高的强度及耐冲击性。
（2）无机材料一般硬度大、性脆、强度高、抗化学腐蚀、对电和热的绝缘性好。
（3）高分子材料的一般特点是质轻、耐腐蚀、绝缘性好、易于成型加工，但强度、耐磨性及使用寿命较差。
2．说出材料、材料工艺过程的定义。
材料——具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质。
由化学物质或原料转变成适用于一定用场的材料，其转变过程称为材料化过程或材料工艺过程。
3．原子之间或分子之间的结合键一般有哪些形式？试论述各种结合键的特点。
离子键：无方向性，键能较大。
由离子键构成的材料具有结构稳定、熔点高、硬度大、膨胀系数小的特点。
共价键：具有方向性和饱和性两个基本特点。
键能较大，由共价结合而形成的材料一般都是绝缘体。
金属键：无饱和性和方向性。
具有良好的延展性，并且由于自由电子的存在，金属一般都具有良好的导电、导热性能。
4．何为非晶态结构？非晶态结构材料有何共同特点？原子排列近程有序而远程无序的结构称为非晶态结构或无定形结构，非晶态结构又称玻璃态结构。
共同特点是：结构长程无序，物理性质一般是各向同性的；没有固定的熔点，而是一个依冷却速度而改变的转变温度范围；塑性形变一般较大，导热率和热膨胀性都比较小。
5．材料的特征性能主要哪些方面？热学、力学、电学、磁学、光学、化学等性能6．什么是材料的功能物性？材料的功能物性包括哪些方面？功能物性，是指在一定条件下和一定限度内对材料施加某种作用时，通过材料将这种作用转换为另一形式功能的性质。
包括：1热电转换性能2光－热转换性能3光－电转换性能4力－电转换性能5磁－光转换性能6电－光转换性能7声－光转换性能7．材料工艺与材料结构及性能有何关系？材料工艺，包括材料合成工艺及材料加工工艺，影响材料的组织结构，因而对材料的性能有显著的影响。
材料结构与性能思考题
《材料结构与性能》思考题第一章金属及合金的晶体结构1．重要名词晶体非晶体单晶体多晶体晶粒晶界各向异性假等向性（伪各向同性）空间点阵阵点（结点）晶胞简单晶胞（初级晶胞）布拉菲点阵晶系晶面晶面指数晶向晶向指数密勒指数晶面族晶向族晶带晶带轴面间距配位数致密度点阵常数面心立方（A1）体心立方(A2) 密排六方(A3) 同素异构现象四面体间隙八面体间隙多晶型性(同素异构转变) 原子半径合金相固溶体间隙固溶体置换固溶体有限固溶体无限固溶体电子浓度无序分布偏聚短程有序短程有序参数维伽定律中间相金属间化合物正常价化合物电子化合物(Hume-Rothery相) 间隙相间隙化合物拓扑密堆相(TCP相) PHACOMP方法超结构（有序固溶体，超点阵）长程有序度参数反相畴（有序畴）2．试述晶体的主要特征。
2]。
画3．画出立方晶系中的下列晶面和晶向：(100), (111), (110), (123), (130)), (121), (225), [112], [312], [11出六方晶系中的下列晶面：(0001), (1120), (1011)。
4．画出立方晶系(110)面上的[111]方向，(112)上的[111]方向。
在其(111)面上有几个<110>方向5．计算面心立方、体心立方、密排六方点阵晶胞的晶胞内原子数、致密度。
其中原子的配位数是多少6．面心立方和密排六方点阵的原子都是最密排的，为什么它们形成了两种点阵7．画图计算面心立方和体心立方点阵的四面体、八面体间隙的半径r B与原子半径r A之比。
8．铜的面心立方点阵常数为Å，计算其（122）晶面间距。
~9．立方晶系中晶面指数和晶向指数有什么关系10．写出立方晶系{112}晶面组的全部晶面和<123>晶向族的全部晶向。
11．已知点阵常数a=2 Å，b=6 Å, c=3 Å, 并已知晶面与三坐标轴的截距都是6 Å，求该晶面的指数。
材料物理性能(第四章材料的光学性能)
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材料物理性能(第四章材料的光学性能)
汇报人：AIPPT 汇报时间：202X.XX
目录
光学性能概述
折射率的影响因素
光学性能的应用
01
光学性能概述
光学性能的定义和重要性
光学性能的定义
光学性能是指材料在光学方面的表现和特性。 它包括折射率、透过率、反射率、发光性能等指标。
光学性能的重要 性
光学性能直接影响材料在光学器件中的应用效果。 各种光学性能指标的优化可以提高光学器件的性能和效率。
折射率的调控可以实现透镜和棱镜的光学性能优化。 合适的折射率分布可以消除光学器件的像差。
02
光纤和光波导的应用
折射率的调控可以实现光纤和光波导的传输性能优化。 通过改变折射率分布可以实现光信号的传输和调控。
光学涂层和薄膜的设计
反射镜和透射镜的设计
反射镜和透射镜的光学性能与材料的折射率相关。 通过合适的折射率调控可以实现涂层的光学性能优化。
光学滤波器和频率选择器的应用
光学滤波器和频率选择器的设计依赖于材料的折射率。 材料的折射率调控可以实现滤波器和选择器的工作波长。
光学材料的发光性能优化
发光材料的选择和设计
不同发光材料具有不同的能带结构和发光性能。 通过选择合适的发光材料可以实现发光器件的效率和亮度优化。
光电子器件的应用
光电子器件的光学性能与材料的发 光性能相关。
杂质和掺杂物的影响
杂质和掺杂物的引入会改变材料的折射率。 杂质和掺杂物的能带结构和晶体结构对折射 率有影响。
材料物理性能复习题
名词解释:1. 应力：材料单位面积上所受的附加内力，其值等于单位面积上所受的外力。
б=F/A P62. 应变：用来表征材料受力是内部个质点之间的相对位移。
P73. 塑性形变：是指在超过材料的屈服应力作用下产生形变，外应力移去后不能恢复的形变。
P164.滞弹性：在弹性范围内，应变落后于应力的行为称为滞弹性(弹性模量依赖时间的现象。
) P225,.蠕变：是在恒定的应力σ作用下材料的应变随时间而逐渐增大的现象。
P266.热容：材料温度每升高1K时所需要的热量称为材料的热容 P647.弛豫：原子核从激发的状态回复到平衡排列状态的过程叫弛豫过程。
P258.延展性：材料经受塑性形变而不破坏的能力叫延展性 P169.双折射：当光束通过各异性介质表面时，折射光会分成两束沿着不同方向传播，这种由一束入射光折射后分成两束光的现象称为双折射。
P10710.色散：材料的折射率随入射光的波长而变化的现象称为光的色散 P10911.全反射：指光由光密介质射到光疏介质的界面时，全部被反射回原介质内的现象。
12.散射：光通过气体、液体、固体等介质时，遇到烟尘、为零或结构成分不均匀的微小区域，都有一部分能量偏离原来的传播方向而向四面八方弥散开来的现象13. 折射：光从一种透明介质射入另一种透明介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射填空题：1. .固体材料热容的两个经验规律答：①杜隆—珀替定律——元素的热容定律：恒压下元素的原子热容等于25J／(K·mol)②柯普定律——化合物热容定律：化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。
2. 抗热震性（热稳定性）的两种类型：抗热震断裂性和抗热震损伤性3. 塑性形变的两种形式：滑移和孪晶 P174. 晶体的滑动总是发生在主要晶面和主要晶相上 P175.位错也是一种缺陷实际晶体的滑移是位错运动的结构 P196.位错在垂直滑移面上的运动称为位错的攀移运动 P287.蠕变的三种理论：位错蠕变理论、扩散蠕变理论、晶界蠕变理论 P288. 无机材料弹性模量的因素：1.原子结构的影响2温度的影响3.相变的影响。
材料物理性能习题与思考题-引言与电学性能概述部分
材料物理性能习题与思考题——课程引言与电学性能概述部分1、处理材料性能问题，从材料专业技术人员角度出发，可以遵循的共性思路或方法包含那几个步骤或者组成部分？各自的内容要点是什么？2、材料电学性能如何界定其涵盖范围的？3、按照材料对于外部作用的响应过程中状态发生的变化出发，材料电学性能粗略分成哪些类型？4、材料电学性能目前包含哪些内容(或者说可以细分为哪些具体的性能)？请对这些性能按照材料性能定义中作用因素和响应(响应的状态变化)的对应关系进行归纳总结(确定各自的涵盖面)。
5、材料电学性能与传感技术有何关系？说明其原因。
6、举例说明双作用因素下材料的电学性能表现。
能说明其具体应用吗？7、归纳总结固体材料的Hall效应。
请注意条理性和完整性。
8、请就材料电学性能的某个方面(除导电性和介电性外)，查阅文献资料，对其进行总结。
要求包含性能的现象、重要规律、所涉及的材料和应用，在此基础上分析讨论微观机理，并展开对材料制备方面的分析讨论。
(综合型大作业题目。
第五周前提交。
)9、传感技术是自动控制的基础。
非电量的电测技术是传感技术的重要组成部分。
为此，需要特殊的材料将非电量转变成电量，也就是具有特殊电学性能的材料是实现这种转变的关键材料。
目前，人们能够将哪些非电量转变成电量？将力、电磁辐射、磁场、温度等物理量转变成电量应当分别是哪些特殊电学性能的材料？查阅资料(以教科书和学术专著为主)，找出一些代表性的材料。
10、能够将电磁辐射转变成电信号进行检测的材料，按照材料性能分类有哪些类别？这些材料用于探测、记录电磁辐射有哪些实际应用？11、能够探测红外线并利用红外线成像，依赖什么特殊性能的材料？这种成像具有哪些特殊应用？12、数码技术记录图像，几乎完全替代了胶片记录。
这项技术目前主要分成CCD和CMOS两类。
请查阅资料，了解这两类技术的基本历史和目前的水平。
关注其中传感材料的情况。
13、请就数码相机的像素情况，对其中成像芯片部件的尺寸要求进行分析。
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材料光学性能复习思考题
一．名词解释与比较：
瑞利散射与喇曼散射，色散，折射与双折射，反射、漫反射与全反射，散射，偏振光与线偏振光,弹性散射与非弹性散射
镜面反射: 发生于高度平整界面，反射方向一致。
漫反射:发生于不平整界面，反射方向不一致。
二．思考题
1.如何理解乳浊？气孔、晶粒度如何影响材料对光波的散射？论述时需解释原因。
书本117 乳浊，指吸收系数低，透明物质的强散射造成不透明。
晶粒度越大，散射越大，气孔引起散射损失
2.制备白色颜料时如何选材？
3.什么是双折射？晶体产生双折射的条件是什么？
4.元素离子半径，原子或离子排列的紧密程度及外加应力如何影响材料的折射率？
5.有色散的材料的折射率随入射光波长变化的一般规律是什么？
6.当光线以很小的入射角达到介质界面时，反射系数（即反射能量与入射能量之比）遵循
108页
7.制备透明陶瓷的材料的折射率与双折射率有什么基本要求？为什么？
8.无机非金属材料与金属材料在吸光性上有何区别，为什么?
廷德尔散射、米氏散射和瑞利散射：是弹性散射，散射光波与入射光波长相同。
喇曼散射和布里渊散射：非弹性散射：散射光波长与入射光不同
5色散：材料的折射率随入射光波长而变化的现象，通常情况下，随波长增加，折射率减小偏振光：光的电场矢量在不同方向的振动强度不同的光称为偏振光。
3.双折射：光通过非均质晶体时，通常会分解成两束传播方向不同的偏振光，这种现象称为双折射现象。
原因是在该晶体内不同振动方向的光波的折射率不同。
7.双折射导致光线在多晶材料内部不断散射，透明性下降，高双折射率致制备透明陶瓷困难。
两相的相对折射率越高，散射越强烈
散射原因：①多晶体,②分散得很细的两相体系，③两相的相对折射率越高，散射越强烈。
4.折射率影响因素：①大离子得到高折射率的材料。
②均质体只有单一折射率。
非均质体有两个折射率，发生双折射现象，沿着晶体堆积密度大的方向折射率大。
③拉应力方向n小，垂直于拉应力方向n大，压应力方向n大。
④同质异构体中，高温型折射率低，低温型折射率高。
8.
1)金属材料的光透过性
射入金属中的光线被吸收，金属不透明。
与被吸收的光同样波长的光波又可从表面反射出来，形成金属特有的光泽。
所以，金属的颜色是反射光线的颜色
2)非金属材料的光透过性
①介质吸收光波的规律透过的光的强度与入射强度的关系有：
ax
=
e
I-
I
x为光透过的厚度
②非金属材料的禁带宽度大于3.1eV时，超过了可见光光子的能量，不可能吸收可见光，表现为透明。
③在红外区的吸收是因为离子的弹性振动与光子辐射发生谐振而被吸收。
因为振动能相对较小，与红外光能量相当。
透明材料对自然光的选择性吸收显示出透明体的颜色（透过色），对自然光均匀吸收时则显示出黑白或灰色。