杨氏模量和折射率

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1、杨氏模量杨氏模量（Youngs modulus）是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量，它是沿纵向 的弹性模量。1807年因英国医生兼物理学家托马斯杨（Thomas Young, 1773-1829）所得到 的结果而命名。根据胡克定律，在物体的弹性限度内，应力与应变成正比，比值被称为材料 的杨氏模量，它是表征材料性质的一个物理量，仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的 大小标志了材料的刚性，杨氏模量越大，越不容易发生形变。杨氏弹性模量是选定机械零件材料的依据之一是工程技术设计中常用的参数。杨氏模量 的测定对研究金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料、聚合物、陶瓷、橡胶等各种材料的 力学性质

2、有着重要意义，还可用于机械零部件设计、生物力学、地质等领域。测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等，还出现了利用光纤 位移传感器、莫尔条纹、电涡流传感器和波动传递技术（微波或超声波）等实验技术和方法 测量杨氏模量。胡克定律和杨氏弹性模量固体在外力作用下将发生形变，如果外力撤去后相应的形变消失，这种形变称为弹性形 变。如果外力后仍有残余形变，这种形变称为范性形变。协强（）：单位面积上所受到的力（F/S）。协变（O ）是指在外力作用下的相对形变（相对伸长DL/L）它反映了物体形变的大小。 胡克定律：在物体的弹性限度内，胁强于胁变成正比，其比例系数称为杨氏模量（记为 Y）。用公式

3、表达为：Y= （F L） / （S L）Y 在数值上等于产生单位胁变时的胁强。它的单位是与胁强的单位相同。杨氏弹性模量 是材料的属性，与外力及物体的形状无关。折射率绝对折射率光从真空射入介质发生折射时，入射角i与折射角r的正弦之比n叫做介 质的“绝对折射率”简称“折射率”它表示光在介质中传播时，介质对光的一种特征。公式n=sin i/sin r=c/v 由于光在真空中传播的速度最大，故其他媒质的折射率都大于 1。同一媒质对不同波长 的光，具有不同的折射率；在对可见光为透明的媒质内，折射率常随波长的减小而增大，即 红光的折射率最小，紫光的折射率最大。通常所说某物体的折射率数值多少（例如水为1.3

4、3， 水晶为1.55，金刚石为2.42，玻璃按成分不同而为1.51.9）,是指对钠黄光（波长5893X 10A-10米）而言。相对折射率光从介质1射入介质2发生折射时，入射角e 1与折射角e 2的正弦之比 n21叫做介质2相对介质1的折射率，即“相对折射率”因此，“绝对折射率”可以看作介 质相对真空的折射率。它是表示在两种（各向同性）介质中光速比值的物理量。公式n21=sin8 1/sin0 2=n2/n1=v1/v2光学介质的一个基本参量。即光在真空中的速度c与在介质中的相速V之比 真空的折射率等于 1，两种介质的折射率之比称为相对折射率。例如，第一介质的折射 率为nl,第二介质的折射率为n

5、2,则n21=n2 / n1称为第二介质对第一介质的相对折射率。 某介质的折射率也是该介质对真空的相对折射率。于是折射定律可写成如下形式n1sin0 i=n2sin8 t两种介质进行比较时，折射率较大的称光密介质，折射率较小的称 光疏介质。折射率与介质的电磁性质密切相关。根据电磁理论,， r和p r分别为介质的相对电容 率和相对磁导率。折射率还与波长有关，称色散现象。手册中提供的折射率数据是对某一特 定波长而言的（通常是对钠黄光，波长为 5893 埃）。气体折射率还与温度和压强有关。空气 折射率对各种波长的光都非常接近于1,例如空气在20C, 760毫米汞高时的折射率为 1.00027。在工程

6、光学中常把空气折射率当作 1，而其他介质的折射率就是对空气的相对折射 率。介质的折射率通常由实验测定,有多种测量方法。对固体介质,常用最小偏向角法或自 准直法；液体介质常用临界角法（阿贝折射仪）；气体介质则用精密度更高的干涉法（瑞利 干涉仪）。折射率列表:材质颜色折射率列表金属颜色/RGB漫射镜面反射凹凸铝箔 180, 180, 180/ 32 / 90 / 65 / 8铝箔（纯） 180, 180, 180/ 50 /45 / 35 / 15铝 220, 223, 227/ 35 / 25 / 40 / 15磨亮的铝 220, 223, 227/ 35 / 65 / 50 / 12黄铜 19

7、1, 173, 111/ 40 / 40 / 40 / 20磨亮的黄铜 194, 173, 111/ 40 / 65 / 50 / 10镀铬合金 150, 150, 150/ 40 / 40 / 25 / 35镀铬合金 2 220, 230, 240/ 25 / 30 / 50 / 20镀铬铝 220, 230, 240/ 15 / 60 / 70 / 10镀铬塑胶 220, 230, 240/ 15 / 60 / 85 / 10镀铬钢 220, 230, 240/ 15 / 60 / 40 / 5纯铬 220, 230, 240/ 15 / 60 / 65 / 5铜 186, 110, 64

8、/ 45 / 40 / 65 / 1018K 金 234, 199, 135/ 45 / 40 / 45 / 1024K金 218, 178, 115/ 35 / 40 / 65 / 10未精炼的金255, 180, 66/ 35 / 40 / 15 / 25黄金 242, 192, 86/ 45 / 40 / 25 / 10石墨 87, 33, 77/ 42 / 90 / 15 / 10铁 118, 119, 120/ 35/ 50 / 25 / 20铅锡锑合金 250, 250, 250/ 30 / 40 / 15 / 10银 233, 233, 216/ 15 / 90 / 45 / 1

9、5钠 250, 250, 250/ 50 / 90 / 25 / 10废白铁罐 229, 223, 206/ 30 / 40 / 45/ 30不锈钢 128, 128, 126/ 40 / 50 / 35 / 20磨亮的不锈钢220, 220, 220/ 35 / 50 / 25 / 35锡 220, 223, 227/ 50 / 90 / 35 / 20材质颜色/RGB漫射镜面反射凹凸净化瓶 27,108,131 /90 /60 /5 / 20 泡沫橡胶 54,53,53 /95 /30 /3 / 90 合成材料 20,20,20 /80 /30 /5 / 20 合成材料（粗糙）25,25,

10、25 /60 /40 /5 / 20 合成材料（光滑）38,38,38 /60 /30 /10 / 10 合成材料（纯） 25,25,25 /92 /40 /15 / 30 橡胶 20,20,20 /80 /30 /5 / 10 塑料（60&透明） 63,108,86 /90 /90 /35 / 10 塑料（高光泽） 20,20,20 /70 /90 /15 / 5 塑料（硬而亮） 20,20,20 /80 /80 /10 / 15 塑料（糖衣） 200,10,10 /80 /30 /5 / 10 塑料（巧克力色）67,40,18 /90 /30 /5 / 15 橡胶 30,30,30 /30

11、 /20 /0 / 50 橡胶纽扣 150,150,150/60 /20 /0 / 30 乙烯树脂 45,45,45 /60 /40 /15 / 30 光源 K 烛焰 1500 家用白织灯 2500-3000 60 瓦充气钨丝灯 2800 100 瓦钨丝灯 2950 1000 瓦钨丝灯 3000 500 瓦透影灯 2865 500 瓦钨丝灯 3175 琥伯闪光信号灯 3200 R32 反射镜泛光灯 3200 锆制的浓狐光灯 32001,2,4 号泛光灯 3400 反射镜泛光灯 3400 暖色白荧光灯 3500 冷色白荧光灯 4500 白昼的泛光灯 4800 白焰碳弧灯 5000 M2B 闪光信

12、号灯 5100 正午的日光 5400 夏季的直射日光 5800 10 点至 15 点的直射日光 6000 白昼的荧光灯 6500 正午晴空的日光 6500 阴天的光线 6800-7000 来自灰蒙天空的光线 7500-8400 来自晴朗蓝天的光线 10000-20000 在水域上空的晴朗蓝天 20000-27000 材质 折射率 真空 1.0000空气 1.0003液态二氧化碳 1.2000冰 1.3090水 1.3333丙酮 1.3600乙醇 1.3600糖溶液（30%） 1.3800酒精 1.3900萤石 1.4340融化的石英 1.4600Calspar2 1.4860糖溶液（80%）

13、1.4900玻璃 1.5000玻璃，锌冠 1.5170玻璃，冠 1.5200氯化钠 1.5300氯化钠（食盐）1 1.5440聚苯乙烯 1.5500石英 2 1.5530绿宝石 1.5700轻火石玻璃 1.5750青金石，杂青金石 1.6100黄玉 1.6100二硫化碳 1.6300石英 1 1.6440 氯化钠（食盐）2 1.6440重火石玻璃 1.6500Calspar2 1.6600二碘甲烷 1.7400红宝石 1.7700蓝宝石 1.7700超重火石玻璃 1.8900水晶 2.0000钻石 2.4170氧化铬2.7050非晶质硒 2.2920碘晶体 3.3400巧克力 15. 5. 0 88. 29. 0 255.223.220 70 40红塑料 48. 0. 0 255. 0. 0 255.255.255 100 68全反射光由相对光密介质射向相对光疏介质.且入射角大于临界角.即可发生全反射.临界角（C）使折射角等于90度的入射角.公式nl/n2=sin90 /sinC因为空气的折射率n=1,所以由某介质向空气入射则简化为1/n=sinC.