1 / 13

Optyczne metody badań materiałów

Optyczne metody badań materiałów. 1. Badania makroskopowe (geometria, odkształcenia) – techniki interferometryczne, holografia, elastometria. 2. Badania mikroskopowe – badania str. krystalicznej stopów metalurgicznych – anizotropia optyczna, mikroskopia polaryzacyjna

jennifer-rodriquez
Download Presentation

Optyczne metody badań materiałów

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Optyczne metody badań materiałów 1. Badania makroskopowe (geometria, odkształcenia) – techniki interferometryczne, holografia, elastometria 2. Badania mikroskopowe – badania str. krystalicznej stopów metalurgicznych – anizotropia optyczna, mikroskopia polaryzacyjna – mikroskopia skaningowa bliskiego pola (NFOM, SNOM) – tomografia optyczna 3. Badania struktury poziomów energetycznych – oddziaływania światła z materią (liniowe i nieliniowe) – optyczne własności materiałów • metody badania własności transmisyjnych • metody badania własności odbiciowych • metody badania rozproszenia światła 4. Materiały optyczne – materiały laserowe i fotoniczne (optoelektronika, optyka nieliniowa, fotonika) Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 1 - 2007/08

  2. L prawo Lamberta-Beera: zależy od odbicia i absorpcji np. przez próbkę z dwiema odbijającymi powierzchniami (ten sam współczynnik R): Transmisja Optyczne własności materiałów Absorpcja Rozproszenie światła Odbicie światła IR=I0 R Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 1 - 2007/08

  3. pole elektryczne pole magnetyczne • indukowany moment elektr.: oddz. atomu z polem E(model klasyczny): E z Mechanizm oddziaływania światła z materią światło = fala EM elektron Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 1 - 2007/08

  4. Absorpcja i emisja fotonów Absorpcja Emisja spontaniczna • przypadkowe momenty (fazy) emisji • różne kierunki • rozmyte częstości Emisja wymuszona fazy emisji kierunki emisji częstości emisji Skorelowane z fotonami wymuszającymi !!! Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 1 - 2007/08

  5. () 0 0 /2 0 -  –/2 n() 1 0 0 -  /2 –/2 związki Kramersa-Kroniga: wiążą ni  Zespolony współczynnik załamania Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 1 - 2007/08

  6. n() 1 0 /2 –/2 0 -  0 -0 a taki, że n()  , gdy  to dyspersja anomalna () 0 0 /2 –/2 Dyspersja materiałów • współczynnik załamania ma dużą wartość w pobliżu atomowej (molekularnej) częstości rezonansowej • wówczas rośnie też współczynnik absorpcji n(), n() to krzywa dyspersji materiałowej • rejon krzywej d., w którym n()  , gdy , to obszar dyspersji normalnej • ze względu na absorpcję, dyspersja anomalna jest trudna do obserwacji (ośrodki nieprzezroczyste, większość mat. optycznych absorbuje w UV) materiały optyczne - duże n , małe  Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 1 - 2007/08

  7. powietrza swobodnych atomów Ti 1.000301 1.000291 szkła 1.7 1.4 transmisja szkła szkło n  5 10 20 30 50  [m] krzywe dyspersji: Optyczne własności materiałów – c.d. Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 1 - 2007/08

  8. więcej częstości rezonansowych:   ef. elektrostrykcyjny 1 () p > c Modelowanie rzeczywistych materiałów: jądra elektrony f – tzw. „siła oscylatora” gdy  poza rezonansem: a)  << 0 b)  >> 0 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 1 - 2007/08

  9. Przykład – H2O Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 1 - 2007/08

  10. fala w ośrodku fala padająca z zmiana amplitudy fali zmiana fazy fali Współczynniki absorpcji i załamania  absorpcja, prawo Lamberta-Beera  zależność prędkości fal, dyspersja, załamanie światła Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 1 - 2007/08

  11. próbka detektor źródło – lampa spektr. spektroskop/ monochromator klasyczna metodyka: T I0 np. widmo Fraunhoffera ħ    Pomiar wymaga przezroczystego ośrodka !   Spektroskopia transmisyjna/absorcyjna • ogranicz. zdolność rozdzielcza (szerokość instr.) • ogranicz. czułość (droga optyczna) Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 1 - 2007/08

  12. (liniowej ) próbka detektor oddziaływania nieliniowe: lampa spektr. spektroskop/ monochromator próbka laser przestraj. detektor T T   0  kolimacja wiązki świetlnej  zwiększ. czułości (drogi opt.)  1. Udoskonalenie klasycznych metod dzięki kolimacji i monochromatyczności wiązek laserowych Lasery w spektroskopii klasycznej monochromatyczność  zwiększ. zdolności rozdz. (instr doppler) 2. Inne zalety wiązek laserowych  nieliniowa spektroskopia laserowa Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 1 - 2007/08

  13. n1 n2 gdy   0, np. w powietrzu/próżni, gdy n1=1 (materiały nieprzezroczyste) Widma odbiciowe granica 2 ośrodków (n1 i n2) Ir It I0 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 1 - 2007/08

More Related