纺织材料学-13-纺织材料的光学性质课件.ppt

1、2023-5-13第十三章第十三章 纺织材料的光学性质纺织材料的光学性质第一节第一节 概述概述第二节第二节 折射率和双折射率折射率和双折射率n 纤维的光学性质是指纤维对光的反射、纤维的光学性质是指纤维对光的反射、折射、衍射和透射性质及光泽特征以折射、衍射和透射性质及光泽特征以及纤维对光的吸收激发发光、降解和及纤维对光的吸收激发发光、降解和耐光性质，这些性质直接影响着纤维耐光性质，这些性质直接影响着纤维及其制品的外观特征，使用性能及耐及其制品的外观特征，使用性能及耐老化性。老化性。第一节第一节 概述概述 n1.1.纤维的颜色纤维的颜色 n 纤维的颜色取决于纤维对不同波长色光纤维的颜色取决于纤维对

2、不同波长色光 的的吸收和反射能力。吸收和反射能力。n 天然纤维的颜色取决于：天然纤维的颜色取决于：n 品种（即天然色素）；品种（即天然色素）；n 生长过程中的外界因素；生长过程中的外界因素；n 合成纤维的颜色取决于：合成纤维的颜色取决于：n 原料（是否含有杂质）原料（是否含有杂质）;n 纺丝工艺（如温度、加热、时间等）纺丝工艺（如温度、加热、时间等）一、纤维的色泽一、纤维的色泽 n2.2.纤维的光泽纤维的光泽n 纤维的光泽取决于：纤维的光泽取决于：n 光线在纤维表面的光线在纤维表面的反射情况反射情况 （反射量（反射量的大小；反射光量的的大小；反射光量的分布）分布）n（1 1）纤维光泽的形成）纤

3、维光泽的形成 n 纤维的光泽实际上是：正反射光、表面散射纤维的光泽实际上是：正反射光、表面散射反射光和来自内部的散射反射光的共同贡献。反射光和来自内部的散射反射光的共同贡献。n 透射光决定纤维的透明程度。透射光决定纤维的透明程度。n 评价光泽应同时考虑两个方面：反射光量的评价光泽应同时考虑两个方面：反射光量的大小和反射光量的分布规律大小和反射光量的分布规律 。n 反射光量很大，分布不均匀反射光量很大，分布不均匀“极光极光”；n 反射光量很大，分布较均匀反射光量很大，分布较均匀“肥光肥光”。n（2 2）影响纤维光泽的因素：）影响纤维光泽的因素：n a.a.纵面形态纵面形态 n b.b.截面形状截

4、面形状n c.c.层状结构层状结构 光泽与观察角度有关 光泽与反射平面有关 有均一反射平面的纤维，其光泽感强 如蚕丝，截面为三角形，有很多的反射平面 圆形化纤无反射平面，光泽较差 光泽还与纤维表面的粗糙度有关 天然纤维表面较粗糙，反光亮度较弱，光泽亦差，棉纤维中成熟好光泽好；羊毛中粗的优于细的。化纤表面光滑，反光亮度大，光泽强。第二节第二节 折射率和双折射率折射率和双折射率n当光线照射在纤维上，在纤维（介质当光线照射在纤维上，在纤维（介质2 2）与空气或）与空气或液体（介质液体（介质1 1）的界面处将发生反射与折射现象。）的界面处将发生反射与折射现象。图 层状结构纤维多层反射和折射对光泽影响的

5、示意图n 平行偏振光沿非光轴方向投射到纤维上时，除了在界平行偏振光沿非光轴方向投射到纤维上时，除了在界面上产生反射光外，进入纤维的光线被分解成两条折面上产生反射光外，进入纤维的光线被分解成两条折射光，称之为纤维的双折射。射光，称之为纤维的双折射。n 其中一条：其中一条：n 寻常光（简称寻常光（简称o o光），遵守折射定律，振动面光），遵守折射定律，振动面光轴，光轴，nn；n 另一条：另一条：n 非寻常光（简称非寻常光（简称e e光），不遵守折射定律，振动面光），不遵守折射定律，振动面光轴，光轴，nn。n 双折射率：双折射率：n=n-n n=n-n 1双折射现象纤维的双折射现象纤维的双折射现象n

6、传播速度较慢的光，称慢光，传播速度较慢的光，称慢光，又称又称e e光，该方向的折射率较光，该方向的折射率较大大n传播速度较快的光，称快光，传播速度较快的光，称快光，又称又称o o光，该方向的折射率较光，该方向的折射率较小小n双折射率双折射率n=n-n n=n-n nn0n0为正晶体；为正晶体；n0n0为负为负晶体；晶体；n=0n=0为零晶体为零晶体n大多数纤维为正晶体大多数纤维为正晶体2.2.纤维双折射率的测定方法及应用纤维双折射率的测定方法及应用n测量：测量：n 浸没法：（寻找贝克线，测得表层折射浸没法：（寻找贝克线，测得表层折射率）率）n光程差法：光程差法：n D=dD=d（n-nn-n）

7、n 用石英楔子补偿法测出用石英楔子补偿法测出D D和和d d。n应用：应用：n 1.1.用于判明纤维分子用于判明纤维分子的取向程度的取向程度n n n大，取向度大，取向度大。大。n 2.2.用于判明管状纤维用于判明管状纤维的孔径或棉纤维的成熟的孔径或棉纤维的成熟度度 n n=nmax nminn=nmax nminn图 纤维内平面偏振光的分解与双折射现象 nnn和和nn分别为光波振动方向平行于纤分别为光波振动方向平行于纤维轴的平面偏振光传播时的折射率维轴的平面偏振光传播时的折射率nn和垂直于纤维轴的平面偏振光传播时的和垂直于纤维轴的平面偏振光传播时的折射率折射率nn。其物理过程为，可由图。其物理过程为，可由图7-7-13 13 表示，当一束平面偏振光表示，当一束平面偏振光E E以电矢量以电矢量振动方向与纤维轴夹角振动方向与纤维轴夹角 入射纤维后，入射纤维后，可被分解为两组相互正交的平面偏振光可被分解为两组相互正交的平面偏振光 表表 常见纤维的折射率、双折射和纤维密度常见纤维的折射率、双折射和纤维密度（温度（温度 20 20 22，相对湿度，相对湿度65%65%2%2%）