纺织材料学教案13纺织材料的光学性质

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1、第十三章纺织材料的光学性质教学目标：1、使学生了解纺织材料的基本光学性质。2、使学生掌握纺织材料光学现象的形成及其影响因素。教学重点与难点：1、教学重点：纺织材料的基本光学性质及其影响因素2、教学难点：纺织材料光学现象的形成原因教学与学习建议：1、教学建议授课形式：讲解与讨论，实验通过讲解让学生了解纺织材料光学现象的形成原因、光学性质的衡量指标及其影响因素；充分做好实验准备。2、学习建议通过详细讲解让学生了解纺织材料光学现象的形成；通过记忆和理解，掌握纺织材料光学性质的衡量指标及其对纺织材料加工使用的影响；通过实验掌握主要性质的测试方法，熟悉有关国家标准，熟练掌握测试仪器的正确使用方法。第十

2、三章纺织材料的光学性质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及其制品的外观特征，使用性能及耐老化性。一、纤维的色泽 1.纤维的颜色  纤维的颜色取决于纤维对不同波长色光的吸收和反射能力。天然纤维的颜色取决于：⑴品种（即天然色素）；⑵生长过程中的外界因素；合成纤维的颜色取决于：⑴原料（是否含有杂质）：⑵纺丝工艺（如温度、加热、时间等）2.纤维的光泽   纤维的光泽取决于：光线在纤维表面的反射情况（反射量的大小；反射光量的分布）。（1）纤维光泽的形成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

3、散射反射光的共同贡献。透射光决定纤维的透明程度。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。  反射光量很大，分布不均匀——“极光”；  反射光量很大，分布较均匀——“肥光”。（2）影响纤维光泽的因素：   a.纵面形态   b.截面形状c.层状结构⑴光泽与观察角度有关⑵光泽与反射平面有关①有均一反射平面的纤维，其光泽感强②如蚕丝，截面为三角形，有很多的反射平面③圆形化纤无反射平面，光泽较差⑶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。第一节折射率和双折射率当光线照射在

4、纤维上，在纤维（介质2）与空气或液体（介质1）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示意图1．双折射现象定义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射光，称之为纤维的双折射。其中一条：  寻常光（简称o光），遵守折射定律，振动面⊥光轴，n⊥；另一条：  非寻常光（简称e光），不遵守折射定律，振动面‖光轴，n‖。    双折射率：△n=n‖-n⊥纤维的双折射现象l传播速度较慢的光，称慢光，又称e光，该方向的折射率较大l传播速度较快的光，称快光，又称o光，该方向的折射率较小l双折射率△n＝n∥－n⊥l△n>0为正

5、晶体；△n<0为负晶体；△n=0为零晶体l大多数纤维为正晶体2.纤维双折射率的测定方法及应用l测量：浸没法：（寻找贝克线，测得表层折射率）        光程差法：            △D=d（n‖-n⊥）              用石英楔子补偿法测出△D和d。l应用：   1.用于判明纤维分子的取向程度          △n大，取向度大。   2.用于判明管状纤维的孔径或棉纤维的成熟度△n=nmax─nminn∥和n⊥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n∥和垂直于纤维轴的平面偏振光传播时的折射率n⊥。其物理过程为，可由图7-13表示，当一束平面偏振光E以电矢量

6、振动方向与纤维轴夹角θ入射纤维后，可被分解为两组相互正交的平面偏振光。图纤维内平面偏振光的分解与双折射现象表常见纤维的折射率、双折射和纤维密度（温度20±2℃，相对湿度65%±2%）纤维密度(g·㎝-3)n∥n⊥n∥—n⊥丙纶0.911.5231.4910.032乙纶0.951.5521.5070.045锦纶61.14~1.151.5681.5150.053锦纶661.14~1.151.570~1.5801.520~1.5300.040~0.060腈纶1.14~1.191.510~1.5161.510~1.5160.000~0.005维纶1.26~1.301.5471.5220.025羊毛1

7、.30~1.321.553~1.5561.542~1.5470.009~0.012三醋酯1.301.4741.479—0.005蚕丝1.00~1.361.578~1.5851.537~1.5380.040~0.047涤纶1.38~1.391.7251.5370.188氯纶1.37~1.401.500~1.5101.500~1.5050.000~0.005苎麻1.54~1.551.595~1.5991.527~