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光學玻璃的各種參數,不涉及運算的系數,要求三位有效數字III

2023-11-19 08:57:50綜合其它163

本文介紹光學玻璃的各類參數,不涉及運算問題。mUB物理好資源網(原物理ok網)

I.光學玻璃類型mUB物理好資源網(原物理ok網)

1.火石玻璃mUB物理好資源網(原物理ok網)

火石玻璃是具有高折射率和低阿貝數的光學玻璃。mUB物理好資源網(原物理ok網)

它的阿貝數一般在50至55之間,但也可稍低,折射率則在1.45到2.00之間。mUB物理好資源網(原物理ok網)

2.冕玻璃mUB物理好資源網(原物理ok網)

冕玻璃是具有低折射率和高阿貝數的光學玻璃。mUB物理好資源網(原物理ok網)

它的折射率大約在1.5左右光的折射率公式的,阿貝數大概小于60。mUB物理好資源網(原物理ok網)

傳統上冕玻璃是由包含大概10%的堿石灰硅酸鹽的氧化鉀制造的。不過現在的UD,ED鏡架都是良好的冕玻璃,人工結晶螢石更是出眾的冕玻璃。mUB物理好資源網(原物理ok網)

II.基本參數mUB物理好資源網(原物理ok網)

里面早已提及了折射率和阿貝數這兩個主要參數,下邊是主要光學玻璃參數列表:mUB物理好資源網(原物理ok網)

1.Vd、Ve:阿貝數,要求四位有效數字mUB物理好資源網(原物理ok網)

2.nd、ne:折射率,要求七位有效數字mUB物理好資源網(原物理ok網)

3.ρ:玻璃密度,要求四位有效數字mUB物理好資源網(原物理ok網)

4.透光率,要求四位有效數字mUB物理好資源網(原物理ok網)

5.透光極限,要求波長表示mUB物理好資源網(原物理ok網)

6.折射率隨著氣溫變化的系數,要求三位有效數字mUB物理好資源網(原物理ok網)

折射率計算公式推導_折射率公式三個公式_光的折射率公式的mUB物理好資源網(原物理ok網)

III.詳盡介紹mUB物理好資源網(原物理ok網)

1.阿貝數mUB物理好資源網(原物理ok網)

阿貝數是日本化學學家恩斯特·阿貝定義的光學量,主要描述玻璃的色散程度。公式如下:mUB物理好資源網(原物理ok網)

Vd=nd-1/nF-nCmUB物理好資源網(原物理ok網)

其中d,F,C均為角標光的折射率公式的,表示與夫瑯和費波譜中某一固定譜線的波長相同的光。V表示阿貝數,n表示折射率。mUB物理好資源網(原物理ok網)

注:d,F,C分別為:氦黃線587.56nm,氫藍線486.1nm,氫紅線656.3nmmUB物理好資源網(原物理ok網)

規律:阿貝數越小,光線色散程度越大。反之阿貝數越大光線色散程度越小。mUB物理好資源網(原物理ok網)

冕玻璃與火石玻璃的分別:mUB物理好資源網(原物理ok網)

a.折射率≤1.6時,mUB物理好資源網(原物理ok網)

V≥50:冕玻璃mUB物理好資源網(原物理ok網)

b.折射率V≥55:冕玻璃mUB物理好資源網(原物理ok網)

肖特玻璃的阿貝數分布:mUB物理好資源網(原物理ok網)

2.折射率mUB物理好資源網(原物理ok網)

原始定義是某種介質內,n等于光在真空中的速率c與光在介質中的相速率v之比。mUB物理好資源網(原物理ok網)

由此導入的定義是:光從真空步入某種介質發生折射時,入射角i的余弦跟折射角r的余弦之比等于這些介質的折射率n。mUB物理好資源網(原物理ok網)

折射率描述了玻璃彎折光線的能力。mUB物理好資源網(原物理ok網)

同樣的,因為玻璃對不同波長的光的折射率不同,因而應該在折射率數據內標明波長信息。mUB物理好資源網(原物理ok網)

下邊這張表給出了不同玻璃對不同波長光線的折射率-波長曲線。這也稱作色散曲線。mUB物理好資源網(原物理ok網)

3.折射率隨波長的變化mUB物理好資源網(原物理ok網)

這種數據相較于阿貝數常??梢杂l直觀的觀察到玻璃的色散性質,也便捷簡單的幾何光學估算。mUB物理好資源網(原物理ok網)

前面這個是全波譜范圍內的一種光學玻璃的色散曲線。mUB物理好資源網(原物理ok網)

4.透光率和透光極限mUB物理好資源網(原物理ok網)

在可見光范圍內玻璃對光是線性吸收的,按照玻璃特點,吸產率不盡相同,并且吸收范圍也不盡相同。玻璃對光的吸收量由下式估算:mUB物理好資源網(原物理ok網)

I=I0×e^(-αl)mUB物理好資源網(原物理ok網)

其中α稱為該材料的吸收系數,與透光率是相關數學量。l為光線穿過的長度,與透光率無關。該式由布格提出,故稱布格定理。mUB物理好資源網(原物理ok網)

假說一種物質能對各類波長的光以相等的吸產率吸收,這么這就叫普遍吸收,水,空氣等就是普遍吸收。不過玻璃大部份是選擇吸收的。為此她們在紫外和紅外端就會有一個透光極限,對在兩個極限之間的光是透明的。常見的光學原料的透光極限如下表所列:mUB物理好資源網(原物理ok網)

看,一般光學玻璃對紫外線的透過能力都比較低下,因而單反受紫外線影響也是比較輕微的。這不僅僅是感光器件對紫外線不敏感的緣故,也有玻璃對紫外線的阻隔。mUB物理好資源網(原物理ok網)

5.玻璃密度/折射率-氣溫變化率mUB物理好資源網(原物理ok網)

這兩者是玻璃的附加參數,其中折射率-氣溫變化率尤為重要,它可以評判氣溫對光學組的影響,由此來進行合適的物鏡設計避開氣溫干擾。mUB物理好資源網(原物理ok網)

總結:mUB物理好資源網(原物理ok網)

折射率和阿貝數是光學玻璃兩大重要參數,有了這兩個數據就基本可以描述光學玻璃的性能了。不過基本的幾何光學估算里常使用折射率隨波長的變化估算色散。至于透光率和透光極限的確定,都是實驗方式,基本光學理論估算近乎不可能得到完全確切的答案。在強光區因為光與物質的其他互相作用,布格定理就會失效。為此我們討論的內容都只限于紅外和紫外所夾的區段的普通光線的參數。mUB物理好資源網(原物理ok網)

來源網路mUB物理好資源網(原物理ok網)

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