Upload
nyla
View
86
Download
9
Embed Size (px)
DESCRIPTION
دانشکده مهندسی نساجی – دانشگاه صنعتی اصفهان. ساختمان فیزیکی الیاف. دکتر مصطفی یوسفی. ساختار مولکولی مواد همگن و غیر همگن. اثر متقابل نور و ماده. نور یک موج الکترومغناطیس است. در امواج الکترومغناطیس دو میدان الکتریکی و مغناطیسی عمود بر جهت انتشار موج وجود دارند. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
ساختمان فیزیکی الیافدکتر مصطفی یوسفی
دانشکده مهندسی نساجی – دانشگاه صنعتی اصفهان
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
2
ساختار مولکولی مواد همگن و غیر همگن
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
3
اثر متقابل نور و ماده
نور یک موج الکترومغناطیس است.در امواج الکترومغناطیس دو میدان الکتریکی و مغناطیسی عمود بر جهت انتشار موج وجود دارند.
جهت میدان الکتریکی جهت ارتعاش هم نامیده می شود.در نور معمولی جهت ارتعاش در همه صفحات عمود بر جهت انتشار می باشد.
انتشار جهت
مغناطیسی میدان Hجهت
الکتریکی میدان جهت ) Eجهتارتعاش(
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
4
خواص امواج الکترومغناطیس
Amplitude دامنه•Wavelengthطول موج•Frequency فرکانس•Phase فاز• پالریزاسیون•
Polarization
hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
)sin(0 tkzEE
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
5
اثر متقابل نوCر و مادهنظریه ذره ای:•
Absorptionجذب Emissionانتشار
Scatteringپخش
نظریه موجی:•Refraction شکستReflectionانعکاس
Absorptionجذب Diffraction (Change of Phase andپراش
Polarization)
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
6
تاثيرات متقابل نور و مادهreflection انعكاس•absorption or transmission جذب يا عبور•refraction شكست• variation of the plane of تغيير صفحه پالريزه شدن•
polarization
diffraction تداخل•extinction of fluorescence س خاموشي فلورسا ن•
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
7
موضوعاهميتتعيين ظاهر• اطالعات راجع به ساختار•
شعاع تابش
شعاع شكسته
شعاع انعكاسيآيينه اي
شعاع عبوري
انعكاس پراكنده
جذب
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
8
انكسار و انعكاس
I I
r
)()(rSiniSinn n
هوا
I=Iانعكا
:سانكسا
:ر
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
9
عوامل موCثر بر ضريب شكستدما• طول موج نور•روش استاندارد : نور تك رنگ سديم درجه سانتي 20 در nm 589طول موج :
گرادنور يك موج الكترو مغناطيسي است: و تغيير سرعت •
آن تحت تاثير پالريزه شدن توزيع الكترنها خارجي قرار ميگيرد. الكترنهايي كه در پيوند كوواالنس
.شركت دارند بيشتر تحت تاثير قرار ميگيرندبنا براين به هر پيوندي ميتوان يك قابليت پالريزه •
شدن نسبت داد . پالريزه شدن تحت تاثير جهت حوزه نيز است
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
10
+ ــ
+
ـــ
هسته
الكترونهاي داخلي
الكترونهاي ظرفيت
حوزه الكتريكي
حوزه الكتريكي
توزيع الكترونها در پيوند كوواالنس
توزيع الكترونها در پيوند كوواالنس پساز اعمال حوزه موازي با امتداد پيوند
توزيع الكترونها در پيوند كوواالنس
پس از اعمال حوزهعمود بر امتداد پيوند
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
11
میدان الکتریکی نور باعث پالریزه شدن پیوندهای کواالنسی
می شود.
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
12
تعاريف
REFRACTIVE INDEX : ريب شكستض•
rزاويه شكست i زاويه بر خورد•سرعت نور در ما ده V0 سرعت نور در خال•
V •
VV
rSiniSinn o)()(
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
13
تعریف مواد ایزو تروپیک: موادی که خواص آن در جهات مختلف یکسان باشد.تعریف مواد انیزو تروپیک: موادی که خواص آن در جهات مختلف یکسان نباشد.
n1
n2n3
n1=n2=n3 321 nnn
21 nn
n1
n2
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
14
BIREFRINGENCE ضريب شكست مضاعف
nnn
n
n
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
15
n
HERMANS ORIENTATION FACTOR
f= optical orientation factor ريب آرايش نوريض•
2sin231
)(
nn
nn
nnf
n
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
16
ضریب شکست ایزوتروپیک
)2(31
nnniso
nn
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
17
منشاء شكست مضاعفorientation birefringence یافتگی مولکولیآرايش•موازي شدن ملكولها كه خود غير ايزوتروپيك )
(.هستند form شكلضریب شکست مضاعف •
birefringence :در موادي كه ازچند فاز متفاوت با ضرايب شكست متفاوت تشكيل شده اند اگر يكي به صورت ميله يا صفحه با بعد كوچك كوچكتر از طول موج نور باشد، شكست در امتداد ميله ها از جهت عمود
.متفاوت ميشود
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
18
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
19
ضریب شکست و مقادیر وابسته در الیاف سلولزی
nisoФ f n║-n┴ n┴ n║ Fibre
542/1
8 97/0 069/0
519/1
588/1
Ramie
Viscose rayon
542/1
34 53/0 027/0
533/1
560/1
10% stretch
543/1
25 74/0 037/0
531/1
568/1
80% stretch
542/1
16 88/0 045/0
528/1
573/1
120% stretch
Model filaments
544/1
20 82/0 041/0
531/1
572/1
oriented
544/1
55 0 0 --- --- isotropic
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
20
ضریب شکست الیاف مختلف نساجی
n║-n┴ n┴ n║ Fibre
0.046 1.532 1.578 Cotton0.068 1.528 1.596 Ramic and flax0.020 1.519 1.539 Viscose rayon0.006 1.470 1.476 Secondary acetate0.005
-1.479 1.474 Triacetate
0.010 1.542 1.553 Wool0.053 1.538 1.591 Silk0.000 1.542 1.542 Casein0.000 1.536 1.536 Vicara (zein)0.063 1.519 1.582 Nylon0.188 1.537 1.725 Terylene polyester fibre
0.000 1.500 1.500 Orlon acrylic fibre0.004
-1.524 1.520 Acrilan acrylic fibre
0.044 1.512 1.556 Polyethylene0.000 1.547 1.547 Glass
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
21
مضاعف و ساختار ضريب شكستملكول
مستقيمملكول جانبيملكول با گروههاي
جهت حوزه
زيگزاگ
ضريب شكست مضاعف
زياد
ضريب شكست مضاعف
كم ضريب
شكست مضاعف
زياد
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
22
ضرائب شکست بعضی بلورها
Crystal no ne
Tourmaline 1.669 1.638
Calcite 1.6584 1.4864
Quartz 1.5443 1.5534
Sodium Nitrate 1.5854 1.3369
Ice 1.309 1.313
Ruile(TiO2) 2.616 2.903
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
23
پالریزاسیون نور
در نور پالریزه جهت ارتعاش و جهت انتشار نور فقط در یک صفحه
واقع شده اند.
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
24
یکی از روش های پالریزه شدن نور شکست نور توسط .یک ماده آرایش یافته مثل بلور کلسیت است
مواد به برخورد از پCس نور دارای آرایCش مولکولCی به دو
مولفه تجزیه می شود. دو هر جزء دو ایCCن الCCف-
پالریزه می باشند. ب- جهCت یCا صCفحه ارتعاش یا جهCت میدان الکتریکCی آنها بر
هم عمود است.ج- با هم اختالف فاز دارند.
معمولی معمولی جزء غیر جزء
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
25
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
26
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
27
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
28
پالریزاسیون توسط انعکاس
n1
n2
α
1
2
nntg Brewester Angle
و محیط اول هوا n2=1.5اگر محیط دوم شیشه باشد n1=1باشد
α=56.3
=n1=1α53 و محیط اول هوا باشد n2=1.33اگر محیط دوم آب باشد
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
29
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
30
عینک های پالریزه
نوری کCه از سCطح جاده منعکس می شود و جهت پالریزاسیون آن
موازی سطح جاده است.
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
31
پالریزاسیون نور در اثر پراکندگی
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
32
4
1
sctteringچرا آسمان آبی دیده می شود؟
چرا خورشید در هنگام طلوع یا غروب مایل به قرمز رنگ است؟
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
33
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
34
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
35
ساختار میکروسکوپ نور پالریزه
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
36
یک ماده دارای آرایش مولکولی بین پالریزورهای عمود برهم
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
37
n2n1n2
روشهاي اندازه گيري ضرايب شكست
Beke lineروش خط بکه •پالریزور و آنالیزور موازی•
n1=n2
n1n2
خط بكه
خط بکه
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
38
از مایعات مختلف استفاده می شود.•وقتی نمونه دیده نشود، یعنی خط •
مرزی بکه ناپدید شود، ضریب شکست نمونه با مایه برابر شده است.
خط بكه به هنگام كانوني كردن كه• حركت بیشترطرف ضريب شكست
ميكند ميتوان در يافت كه ضريب شكست جسم از مايع معلوم كمتر است
يا بيشتر
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
39
روشهاي اندازه گيري ضرايب شكست
روش مستقیم یا جبرانی•پالریزور و آنالیزور عمود برهم• درجه با پالریزور قرار می 45نمونه با زاویه •
گیرد.در هنگام چرخش نمونه چهار موضع خاموشی •
و چهار موضع حداکثر روشنایی مشاهده می شود.
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
40
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
41
نمایش برداری جهت ارتعاش
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
42
tnnNNntardadatio )()(Re
t ضخامت لیف است.
اختالف فاز یا تاخیر
اختالف فاز یا تاخیر با استفاده از جدول میشل لوی به دست می آید.
موج طول از مضربی
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
43
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
44
ها دهنده تاخيرfirst order red plate قرمز درجه اول•quarter red plateالندا چهارم •quartz wedgeلبه كوارتز •
first order red plate
Quartz wedge
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی 45
ضرايب شكست ، تبلور و بي نظمي
اگر الياف داراي دو فاز بلوري و بي نطم • :باشند
• a = amorphous• c = crystalline• f = form• = bireferingence• = % crystallinity
fac nnnn )1(
n
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
46
00 )1( aac nfnfnc
oa
aa n
nf
0c
cc n
nf
0 fn
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
47
ضريب شكست ، جرم مخصوصچون ضريب شكست با جمع بستن قابليت •
پس با افزايش ،پالريزه شدن به دست ميآيد: جرم مخصوص بايد افزايش يابد
tconsnLAWDALES tan1
=جرم مخصوص
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
48
ضريب شكست و رطوبتmoisture regain رطوبت باز يافته•
W وزن آب Dوزن خشك الياف
Vrلیف مرطوب و صوص حجم مخnr مرطوبضريب شكست ليف .:پسچون
100Dwr
Cten
1
...)1()1()1( 2211 nvnvnv mm
..333.0)1()1( 00 rnvnv rr
حجم يك گرم سلولز خشك
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
49
ضريب شكست و رطوبت
1.51.511.521.531.541.551.561.571.58
0 10 20 30
REGAIN
REFR
ACTI
VE IN
DEX
n parallel
n normal
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی 50
MICROTOME ميكروتوم
ميكروتوم وسيله اي ا ست براي برش نمونه با •:ضخامت كم و مشخص. برخي از انواع
-شوارتز3- هاردي 2دستي -1
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
51
دستي ميكروتوم
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
52
دستي ميكروتوم
الياف
تيغ
باال برنده پيچ
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
53
دستي ميكروتوم
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
54
دستي ميكروتومهاي
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
55
جديد ميكروتومهاي انواع
اتوماتيك سرما اتوماتيكاتوماتيكنيمه در
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
56
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
57
تداخل سازنده
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
58
تداخل مخرب
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
59
ساختمان فیزیکی الیاف - دکتر مصطفی یوسفی
60