首先我們來看看什么是霧度?霧度是平行光線射入透明/半透明材料時(shí),發(fā)生偏離入射光方向的散射光通量與總透射光通量之比,霧度采用百分?jǐn)?shù)表示。透明材料一般是指霧度值H介于0-30%之間的材料,常見的透明材料有塑料、玻璃、鋼化玻璃、亞克力板等等。通常將偏離入射光方向2.5度以上的散射光通量用于計(jì)算霧度,為什么計(jì)算霧度以散射光線2.5°角為標(biāo)準(zhǔn)?
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光線透射散射圖示
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先看看霧度計(jì)算公式及原理如下:
平行光線透過率Tp:透過材料樣品光量中的平行光量(簡(jiǎn)稱平行透射光)
擴(kuò)散光線透過率Td:透過材料樣品光量中的擴(kuò)散光量(簡(jiǎn)稱散射光)
于是Tt(總透射光通量)=Tp+Td
霧度Haze=Td/Tt×100% (即霧度單位是百分比值)
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霧度儀工作原理:
光線射到一透明或半透明物體時(shí),部分產(chǎn)生定向反射,部分產(chǎn)生漫反射,進(jìn)入樣品后部分被吸收,部分被透過。經(jīng)樣品的出射光中,主透射部分按折射定律前進(jìn),部分產(chǎn)生半球散射,其前進(jìn)方向是散亂的。即光線經(jīng)過材料時(shí),一部分光會(huì)被反射回去(反射光),一部分被吸收(吸收光),一部分則會(huì)穿透材料(透射光);其中透射光中的一部分光,有一些會(huì)保持原來的傳播方向,叫做平行透射,而另一部分透射光,則會(huì)因?yàn)椴牧系奶匦栽趦?nèi)部散射開去,這部分散射光就是霧度定義中提到的散射光。
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因此以偏離入射光線2.5度以上的散射光通量用于計(jì)算霧度,實(shí)際上就是界定平行透射光與散射光。當(dāng)這部分透光透明材料樣品表面,大于2.5°的散射透射光,屬于散射光;而小于2.5°的保持原來光線傳播路徑的是屬于平行透射光。所以想要根據(jù)上述霧度儀工作原理及計(jì)算公式來計(jì)算霧度,就需要確定這個(gè)光線角度,不然沒有辦法確定最終的霧度值。對(duì)于這一點(diǎn)我們很容易理解,一種儀器想要進(jìn)行測(cè)量測(cè)定,就需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來界定,這個(gè)將偏離入射光方向2.5度以上的散射光通量用于計(jì)算霧度就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
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這個(gè)偏離的角度為什么是2.5度,其主要原因還是2.5度以內(nèi)的光線穿透量更多也更容易穿透,而大于2.5度的光線,因材料內(nèi)部構(gòu)造及特性不同,也更容易發(fā)生散射,也很少穿透這種透明材料。所以經(jīng)過大量的總結(jié)分析,發(fā)現(xiàn)以2.5度以上的散射光通量用于計(jì)算霧度是比較準(zhǔn)確的。當(dāng)然,這個(gè)數(shù)值以后不會(huì)不會(huì)變化,那得看科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步程度了,這一點(diǎn)和遼寧號(hào)航母艦艏飛行甲板的角度17度,到后面1號(hào)艦山東艦調(diào)整到16度有些類似。社會(huì)和科學(xué)的發(fā)展,也會(huì)影響到一些測(cè)量和應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。
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霧度和透光率都是材料檢測(cè)需要的兩項(xiàng)重要的光學(xué)性能指標(biāo),影響著產(chǎn)品購(gòu)買用戶的使用和評(píng)價(jià)。從霧度計(jì)算公式來看,我們知道散射光線量增大,那么平行透射光線的量會(huì)減小,這樣對(duì)于透光率有有影響的。即通常情況下透光率高的材料霧度值低,反之透光率低的材料霧度值會(huì)高。那么,霧度越高透光率越低嗎?其實(shí)并不是,霧度越高只是代表在材料介質(zhì)內(nèi)部的散射光通量Td比較大,但是有些材料的Tp并不一定會(huì)很小。
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