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： ()品种（即天然色素）： (②)生长过程中的外界因素 合成纤维的颜色取决于： (1)原料（是否含有杂质）： (2)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）。 图光线在纤雄表面的反射、折射和透射 一入射光（平行光）2一表面正反射光3一表面散射反射光 4一透射光5一来自内部的散射反射光
第十三章 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，分布不均匀一一“极光”： 反射光量很大，分布较均匀一一“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 ()光泽与观察角度有关 (2)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 (③)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
（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
O 介质 个质1 空气或液陶 (包层状结料 新射？了)纤维 (⊙纤维集合体 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0光），遵守折射定律，振动面L光轴，nL: 另一条： 非寻常光（简称e光），不遵守折射定律，振动面Ⅱ光轴，n‖。 双折射率：△n=nI-nL 纤维的双折射现象 平阅偏振光 轩华轴 〔2轴) ·传播速度较慢的光，称慢光，又称e光，该方向的折射率较大 ·传播速度较快的光，称快光，又称。光，该方向的折射率较小
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 ⚫ 传播速度较慢的光，称慢光，又称 e 光，该方向的折射率较大 ⚫ 传播速度较快的光，称快光，又称 o 光，该方向的折射率较小
●双折射率△n=n∥-n ●△n>0为正晶体；△n<0为负晶体：△n=0为零晶体 ·大多数纤维为正品体 2.纤维双折射率的测定方法及应用 ·测量： 浸没法：（寻找贝克线，测得表层折射率） 光程差法： △D=d(nI-n⊥) 用石英楔子补偿法测出△D和d。 ·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=n-in nm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1。其物理过程为，可由图7-13表 示，当一束平面偏振光E以电矢量振动方向与纤维轴夹角日入射纤维后，可被分 g光V 平面编光 带后石稀圆编振 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士2℃，相对湿度65%土2%） 密度(gcm 纤维 nw一n 丙纶 0.91 1.523 1491 0.032
⚫ 双折射率△n＝ n∥－n⊥ ⚫ △n>0 为正晶体；△n<0 为负晶体；△n=0 为零晶体 ⚫ 大多数纤维为正晶体 2. 纤维双折射率的测定方法及应用 ⚫ 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。 ⚫ 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─ nmin n∥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 0.91 1.523 1.491 0.032
乙纶 0.95 1.552 1.507 0.045 锦纶6 1.14-1.15 1.568 1.515 0.053 锦纶66 1.141.151.570-1.5801.520-1.530 0.040-0.060 腈纶 1.14-1.191.510-1.5161.510-1.516 0.000-0.005 维纶 1.26-1.30 1.547 1.522 0.025 羊毛 1.30-1.321.553-1.5561.542-1.547 0.009-0.012 三醋酯 1.30 1.474 1.479 -0.005 蚕丝 1.00-1.361.578-1.5851.537-1.538 0.040-0.047 涤纶 1.38-1.39 1.725 1.537 0.188 氯纶 137-1.401.500-1.5101.500-1.505 0.000-0.005 苎麻 1.54-1.551.595-1.5991.527-1.540 0.057-0.058 粘胶 1.52-1.531.539-1.5501.5141.523 0.0180.036 1.54-1.551.573-1.5811.524-1.534 0.041-0.051 亚麻 1.541.55 1.594 1.532 0.062 玻璃纤维 2.54 1.547 1.547 0.000 第二节反射率、透射率和吸收率 第三节衍射性质 第四节纺织材料的吸收光谱
乙纶 0.95 1.552 1.507 0.045 锦纶 6 1.14~1.15 1.568 1.515 0.053 锦纶 66 1.14~1.15 1.570~1.580 1.520~1.530 0.040~0.060 腈纶 1.14~1.19 1.510~1.516 1.510~1.516 0.000~0.005 维纶 1.26~1.30 1.547 1.522 0.025 羊毛 1.30~1.32 1.553~1.556 1.542~1.547 0.009~0.012 三醋酯 1.30 1.474 1.479 —0.005 蚕丝 1.00~1.36 1.578~1.585 1.537~1.538 0.040~0.047 涤纶 1.38~1.39 1.725 1.537 0.188 氯纶 1.37~1.40 1.500~1.510 1.500~1.505 0.000~0.005 苎麻 1.54~1.55 1.595~1.599 1.527~1.540 0.057~0.058 粘胶 1.52~1.53 1.539~1.550 1.514~1.523 0.018~0.036 棉 1.54~1.55 1.573~1.581 1.524~1.534 0.041~0.051 亚麻 1.54~1.55 1.594 1.532 0.062 玻璃纤维 2.54 1.547 1.547 0.000 第二节 反射率、透射率和吸收率 第三节 衍射性质 第四节 纺织材料的吸收光谱