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研究高岭石光学性质的论文

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研究高岭石光学性质的论文

反复插层对高岭石结构和性能的影响浅析论文

高岭石是一种重要的粘土矿物,已被广泛应用于橡胶、塑料、环保等领域。同时,纳米级高岭石是一种重要的化工原料,可显著提高产品的档次,增加产品的附加值,目前,插层法是最有希望也是最有效的制备纳米级高岭石的方法。经过多次插层与脱嵌得到的高岭石具有足够的活性,可与部分2价盐类发生插层反应,但插层与脱嵌的重复次数与高岭石类型有关,不同的高岭石可能要经过2次甚至几十次不等的插层与脱嵌循环。Thompson等通过多次插层与脱嵌反应得到无定形高岭石,其比表面积由5 m2/g增至45 - 400 m2/g离了交换容量由 mmol/g增至3 mmol/g,且该材料可与多种金属离了发生反应。此外,Patakfalvi等在65 0C直接利用二甲基亚飒CDMSO对高岭石进行插层,多次插层后使高岭石完全解体,最终达到了剥片的目的。Singh等为了验证在水合作用下片状高岭石是否会发生卷曲,利用醋酸钾对高岭石进行多次插层与水洗反应,不仅证实了该假设,并最终得到了埃洛石状高岭石。

尽管前人对高岭石多次插层与脱嵌进行了研究,但多集中在对产物的加工,而对多次插层与脱嵌后高岭石结构及性能研究甚少。本研究分别利用二甲基亚飒CDMSO和去离了水对高岭石进行重复的插层与水洗,并采用X射线衍射CXRD、傅立叶变换红外光谱FT-IRS旋转魔角核磁共振MAS NMR扫描电镜SEMI对插层和水洗产物进行表征,以期确定重复插层与脱嵌对高岭石结构及性能的影响。

1实验方法

原料及仪器

高岭土选白张家口宣化市沙岭了镇,高岭石含量达95 %,含少量石英。无水乙醇,分析纯;二甲基亚飒CDMSO,分析纯;上述两种试剂均由西陇化工股份有限公司生产。

X射线衍射CXRD分析采用日本理学公司的Rigaku D/MAX 2500 PC型X射线衍射分析仪,测试条件:扫描步宽:,管流40 mA,电压150 V,扫描速度4 (0)/min狭缝系统:DS=SS=10,RS= mm.

红外光谱(FT-IR)测试采用Nicolet 6700傅立叶红外光谱仪,采用KBr压片法制样,波数测试范围:600-4000 cm,分辨率4 cm.

核磁共振测试采用德国Bruker公司MSL-300型谱仪在室温条件下记录的,a9Si的谐振频率分别为 Hz, Hz,转了转速5kHz, 29Si的化学位移参照物分别为四甲2样品制备

称取50 g高岭石(K)置于100 mL质量分数为90%的DMSO溶液中,60 0C搅拌12h,得到高岭石/DMSO插层复合物(KD。将KD 置于去离了水中,常温搅拌1 d,离心分离获得水洗后产物.

2结果与讨论

XRD分析

高岭石/DMSO插层复合物的XRD图谱。经DMSO插层处理后,高岭石d值由原来的 nm增至 nm。该结果表明经DMSO插层后,高岭石的层间距被撑大,这与以前文献报道结果一致说明DMSO分了成功的进入高岭石层间。据Wiewiora和Brindley给出的.插层率计算公式计算得出第一次插层的插层率为 %.

分别给出了1,2,3......8,9,10次高岭石/DMSO插层复合物的XRD图谱。DMSO对高岭石进行插层一直保持着较高的插层率,且在重复插层6次之后高岭石衍射峰的强度儿乎消失,这是由于重复插层与水洗导致了高岭石层间氢键破坏,层间作用力减弱,从而插层剂更易于进入高岭石层间。经6次插层后,在2头150-350之间曲线向上凸起,表明其结构向无定型方向发展。据Wiewiora和Brindley的插层率计算公式,计算出各次插层复合物的插层率。由图3可看出,随着插层次数的增加插层率逐步增大,且在重复7次插层后插层率趋近100%,这可能与高岭石晶体结构的破坏有关,同时也证明了重复的插层与脱嵌过程对高岭石结构产生了重要影响。

红外光谱分析

高岭石(K)及经5次、10次水洗后高岭石红外光谱图。据Frost报道,可以将高岭石的红外光谱分为3个主要区:Ca)高频区:3700-3600 cm,范围,该区主要为经基仲缩振动带,谱图K中3620 cm,为内经基仲缩振动峰,3696 cm、3668 cm、3652 cm为内表面经基仲缩振动峰;Cb)中频区:1200-800 cm,处,呈现1个强的吸收带,主要为S i0仲缩振动带和经基解型振动;Cc)低频区:800-600 cm处,主要为Al。仲缩振动、S i0弯曲振动和经基平动。

原始高岭石(K)在3668cm和3652 cm出现2个谱带,这说明原始高岭石的结晶程度较高f H,91。对比发现,随着水洗次数的增加,内表面经基的仲缩振动带强度逐渐降低,同时内经基仲缩振动带强度在经历五次水洗后也开始减弱。经基振动带强度的减弱说明有部分经基脱去,上述现象说明不仅高岭石晶层表面遭到破坏,而且晶层内部(硅氧四面体与铝氧八面体之间)也受到了一定影响。高岭石与峰一直存在,这说明尽管高岭石结构遭到一定破坏,但晶体结构未发生崩塌。在中频区,1115 cm,处的SiO键仲缩振动强度逐渐减弱,1033 cm和1008 cm,的SiO键反仲缩振动峰的强度逐渐减弱并有消失的趋势,这可能与内经基的脱去有关。913cm处的内经基振动峰强度逐渐减小。低频区,峰强均有减小的趋势。无论原始高岭石还是经水洗后的高岭石,其化学键或官能团在红外光谱上的波数并未发生大的改变,只是各个峰的强度均有不同程度的下降,这说明高岭石经10次插层、水洗后部分化学键或官能团遭到破坏,使得其数量减少。

3结论

(1)部分内表面经基与部分内经基脱去。经基以结构水形式脱去,但其脱去并未对高岭石硅氧骨架产生影响。此外,随着水洗次数的增加,高岭石无序度增加,叠置片层减少,晶形遭到一定破坏。

(2)尽管化学位移发生了变化,但Si原了与AI原了聚合度保持不变,高岭石主体仍呈层状结构。Si谱化学位移的变化是由结构层内键长、键角的变化所致,而AI谱化学位移的变化可能与内表面经基的脱去有关。

(3)实验最终产物可能为高岭石向偏高岭石转变的中间状态产物。水洗产物的MASNMR29Si图谱变化与高岭石向偏高岭石转变过程中的图谱变化相似,但XRD, IR, MAS NMRZAI图谱表明最终产物仍为高岭石,故由此推断高岭石可能正在向偏高岭石方向转变。

高岭石是长石和其他硅酸盐矿物天然蚀变的产物,是一种含水的铝硅酸盐。高岭石的物理性质:纯净高岭石是白色的,因含杂质可染成其它颜色。集合体光泽暗淡或呈蜡状。具极完全解理,硬度,相对密度。致密块体具粗糙感,干燥时具吸水性,湿态具可塑性,但加水不膨胀。

稀土掺杂氟化物多波长红外显示材料的研究摘 要本文简单介绍了稀土发光原理、上转换发光材料的大致发展史、红外上转换发光材料的应用以及当前研究现状。以PbF2为基质材料,ErF3为激活剂,YbF3为敏化剂,采用高温固相反应法制备了PbF2: Er,Yb上转换发光材料。重点讨论了制备过程中,制备工艺中的烧结时间、烧结温度对红外激光显示材料发光效果的影响。研究了Er3+/Yb3+发光系统在1064nm激光激发下的荧光光谱和上转换发光的性质。实验表明,在1064nm激光激发下,材料可以发射出绿色和红色荧光,是一种新型的红外激光显示材料。关键字:1064nm 上转换 红外激光显示 Er3+/Yb3+AbstractThis paper simply described the rare earth luminescence mechanism, the development of up-conversion materials and their applications were systematically explained. Present situation of the research on infrared up-conversion luminescence is also presented. PbF2 as matrix, ErY3 as activator and YbF3 as sensitizer were adopted to synthesize PbF2: Er,Yb up-conversion material with high temperature solid-phase reaction. A great emphasize was paid on the factors that effect on the luminescence properties of infrared laser displayed materials such as sinter temperature, time of sinter. The luminescence system of Er3+/Yb3+, their fluorescence spectrum and their character of up-conversion with 1064nm LD as an excitation source were studied. The experimental results that intense green and wed up-conversion emissions were observed under 1064nm LD excitation, which is a new type of infrared laser displayed Words: 1064nm Up-conversion Infrared laser displayed materials Er3+/Yb3+目 录摘要Abstract第一章 绪论 稀土元素的光谱理论简介 稀土元素简介 稀土离子能级 晶体场理论 基质晶格的影响 上转换发光材料的发展概况 上转换发光的基本理论 激发态吸收 光子雪崩上转换 能量传递上转换 敏化机制与掺杂方式 敏化机制 掺杂方式 上转换发光材料的应用 本论文研究目的及内容 8第二章 红外激光显示材料的合成与表征 红外激光显示材料的合成 实验药品 实验仪器 样品的制备 红外激光显示材料的表征 XRD 荧光光谱 12第三章 结果与讨论 基质材料的确定 助熔剂的选择 烧结时间的确定 烧结温度的确定 掺杂浓度的确定 17结 论 21参考文献 22致 谢 23第一章 绪论 稀土元素的光谱理论简介 稀土元素简介稀土元素是指周期表中IIIB族,原子序数为21的钪(Sc):39的钇(Y)和原子序数57至71的镧系中的镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),共17个元素[1]。稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f和5d电子组态,因此具有丰富的电子能级和长寿命激发态,能级跃迁通道多达20余万个,可以产生多种多样的辐射吸收和发射。稀土化合物发光是基于它们的4f电子在f-f组态之内或f-d组态之间的跃迁。稀土发光材料具有许多优点:(1)与一般元素相比,稀土元素4f电子层构型的特点,使其化合物具有多种荧光特性;(2)稀土元素由于4f电子处于内存轨道,受外层s和P轨道的有效屏蔽,很难受到外部环境的干扰,4f能级差极小,f-f跃迁呈现尖锐的线状光谱,发光的色纯度高;(3)荧光寿命跨越从纳秒到毫秒6个数量级;(4)吸收激发能量的能力强,转换效率高;(5)物理化学性质稳定,可承受大功率的电子束、高能辐射和强紫外光的作用。稀土离子能级稀土离子具有4f电子壳层,但在原子和自由离子的状态由于宇称禁戒,不能发生f-f电子跃迁[3&7]。在固体中由于奇次晶场项的作用宇称禁戒被解除,可以产生f-f跃迁,4f轨道的主量子数是4,轨道量子数是3,比其他的s,p,d轨道量子数都大,能级较多。除f-f跃迁外,还有4f-5d,4f-6s,4f-6p电子跃迁。由于5d,6s,6p能级处于更高的能级位置,所以跃迁波长较短,除个别离子外,大多数都在真空紫外区域。由于4f壳层受到5s2,5p6壳层的屏蔽作用,对外场作用的反应不敏感,所以在固体中其能级和光谱都具有原子状态特征。因此,f-f跃迁的光谱为锐线,4f壳层到其他组态的跃迁是带状光谱,因为其他组态是外壳层,受环境影响较大。稀土离子在化合物中一般出现三价状态,在可见和红外光区观察的光谱大都属于4fN组态内的跃迁,在给定组态后确定光谱项的一般方法是利用角动量耦合和泡利原理选出合理的光谱项,但这种方法在电子数多,量子数大时,相当麻烦且容易出错。所以,对稀土离子不太适合。利用群论方法,采用U7>R7>G2>R3群链的分支规则可以方便地给出4fN组态的全部正确的光谱项,通常用大写的英文字母表示光谱项的总轨道角动量的量子数的数目,如S,P,D,F,G,H,I,K,L,M,N,O,Q……分别表示总轨道角动量的量子数为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,……,25+l表示光谱项的多重性,S是总自旋量子数。在光谱学中,用符号2S+1L表示光谱项。 晶体场理论晶体场理论认为,当稀土离子掺入到晶体中,受到周围晶格离子的影响时,其能级不同自由离子的情况。这个影响主要来自周围离子产生的静电场,通常称为晶体场[2]。晶体场使离子的能级劈裂和跃迁几率发生变化。稀土离子在固体中形成典型的分立发光中心。在分立发光中心中,参与发光跃迁的电子是形成中心离子本身的电子,电子的跃迁发生在离子本身的能级之间。中心的发光性质主要取决于离子本身,而基质晶格的影响是次要的。稀土离子的4f电子能量比5s,5p轨道高,但是5s,5p轨道在4f轨道的外面,因而5s,5p轨道上的电子对晶体场起屏蔽作用,使4f电子受到晶体场的影响大大减小。稀土离子4f电子受到晶体场的作用远远小于电子之间的库仑作用,也远远小于4f电子的自旋—轨道作用。考虑到电子之间的库仑作用和自旋—轨道作用,4f电子能级用2J+I LJ表示。晶体场将使具有总角动量量子数J的能级分裂,分裂的形式和大小取决于晶体场的强度和对称性。稀土离子4f能级的这种分裂,对周围环境(配位情况、晶场强度、对称性)非常敏感,可作为探针来研究晶体、非晶态材料、有机分子和生物分子中稀土离子所在局部环境的结构,且2J+I LJ能级重心在不同的晶体中大致相同,稀土离子4f电子发光有特征性,因而很容易根据谱线位置辨认是什么稀土离子在发光。 基质晶格的影响基质晶格对f→d跃迁的光谱位置有着强烈的影响,另外其对f→f跃迁的影响表现在三个方面:(1)可改变三价稀土离子在晶体场所处位置的对称性,使不同跃迁的谱强度发生明显的变化;(2)可影响某些能级的分裂;(3)某些基质的阴离子团可吸收激发能量并传递给稀土离子而使其发光,即基质中的阴离子团起敏化中心的作用。特别是阴离子团的中心离子(Me)和介于中间的氧离子O2-以及取代基质中阳离子位置的稀土离子(RE)形成一直线,即Me-O-RE接近180°时,基质阴离子团对稀土离子的能量传递最有效。 上转换发光材料的发展概况发光是物体内部以某种方式吸收的能量转换为光辐射的过程。发光学的内容包括物体发光的条件、过程和规律,发光材料与器件的设计原理、制备方法和应用,以及光和物质的相互作用等基本物理现象。发光物理及其材料科学在信息、能源、材料、航天航空、生命科学和环境科学技术中的应用必将促进光电子产业的迅猛发展,这对全球的信息高速公路的建设以及国家经济和科技的发展起着举足轻重的推动作用。三价镧系稀土离子具有极丰富的电子能谱,因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道,为多种能级跃迁创造了条件,在适当波长的激光的激发下可以产生众多的激光谱线,可从红外光谱区扩展到紫外光谱区。因此,稀土离子发光研究一直备受人们的关注。60年代末,Auzel在钨酸镱钠玻璃中意外发现,当基质材料中掺入Yb3+离子时,Er3+、Ho3+和Tm3+稀土离子在红外光激发下可发出可见光,并提出了“上转换发光”的观点[5&4]。所谓的上转换材料就是指受到光激发时,可以发射比激发波长短的荧光的材料。其特点是激发光光子能量低于发射光子的能量,这是违反Stokes定律的。因此上转换发光又称为“反Stokes发光”。从七十年代开始,上转换的研究转移到单频激光上转换。到了八十年代由于半导体激光器泵浦源的发展及开发可见光激光器的需求,使其得到快速发展。特别是近年来随着激光技术和激光材料的进一步发展,频率上转换在紧凑型可见激光器、光纤放大器等领域的巨大应用潜力更激起广大科学工作者的兴趣,把上转换发光的研究推向高潮,并取得了突破性实用化的进展。随着频率上转换材料研究的深入和激光技术的发展,人们在考虑拓宽其应用领域和将已有的研究成果转换成高科技产品。1996年在CLEO会议上,Downing与Macfarlanc等人合作提出了三色三维显示方法,双频上转换三维立体显示被评为1996年物理学最新成就之一,这种显示方法不仅可以再现各种实物的立体图像,而且可以随心所欲的显示各类经计算机处理的高速动态立体图像,具有全固化、实物化、高分辨、可靠性高、运行速度快等优点[15]。上转换发光材料的另一项很有意义的应用就是荧光防伪或安全识别,这是一个应用前景极其广阔的新兴研究方向。由于在一种红外光激发下,发出多条可见光谱线且各条谱线的相对强度比较灵敏地依赖于上转换材料的基质材料与材料的制作工艺,因而仿造难、保密强、防伪效果非常可靠。目前,研究的稀土离子主要集中在Nd3+,Er3+,Ho3+,Tm3+和Pr3+等三价阳离子。Yb3+离子由于其特有的能级特性,是一种最常用的敏化离子。一般来说,要制备高效的上转换材料,首先要寻找合适的基质材料,当前研究的上转换材料多达上百种,有玻璃、陶瓷、多晶粉末和单晶。其化合物可分为:(1)氟化物;(2)氧化物;(3)卤氧化物;(4)硫氧化物;(5)硫化物等。迄今为止,上转换发光研究取得了很大的进展,人们已在氟化物玻璃、氟氧化物玻璃及多种晶体中得到了不同掺杂稀土离子的蓝绿上转换荧光。 上转换发光的基本理论通过多光子机制把长波辐射转换成短波辐射称为上转换,其特点是吸收光子的能量低于发射光子的能量[2&8]。稀土离子上转换发光是基于稀土离子4f电子能级间的跃迁产生的。由于4f外壳层电子对4f电子的屏蔽作用,使得4f电子态间的跃迁受基质的影响很小,每种稀土离子都有其确定的能级位置,不同稀土离子的上转换发光过程不同。目前可以把上转过程归结于三种形式:激发态吸收、光子雪崩和能量传递上转换。激发态吸收激发态吸收(Excited Stated Absorption简写为ESA)是上转换发光中的最基本过程,如图1-1所示。首先,发光中心处于基态能级E0的电子吸收一个ω1的光子,跃迁到中间亚稳态E1上,E1上的电子又吸收一个ω2光子,跃迁到高能级E2上,当处于能级E2上的电子向基态跃迁时,就发射一个高能光子。图1-1 上转换的激发态吸收过程 光子雪崩上转换光子雪崩上转换发光于1979年在LaCl3∶Pr3+材料中首次发现。1997年,N. Rakov等报道了在掺Er3+氟化物玻璃中也出现了雪崩上转换。由于它可以作为上转换激光器的激发机制,而引起了人们的广泛的注意。“光子雪崩”过程是激发态吸收和能量传输相结合的过程,如图1-2所示,一个四能级系统,Mo、M1、M2分别为基态和中间亚稳态,E为发射光子的高能级。激发光对应于M1→E的共振吸收。虽然激发光光子能量同基态吸收不共振,但总会有少量的基态电子被激发到E与M2之间,而后弛豫到M2上。M2上的电子和其他离子的基态电子发生能量传输I,产生两个位于M1的电子。一个M1的电子在吸收一个ω1的光子后激发到高能级E。而E能级的电子又与其他离子的基态相互作用,产生能量传输II,则产生三个为位于M1的电子,如此循环,E能级上的电子数量像雪崩一样急剧地增加。当E能级的电子向基态跃迁时,就发出能量为ω的高能光子。此过程就为上转换的“光子雪崩”过程。图1-2 光子雪崩上转换能量传递上转换能量转移(Energy Transfer,简写成ET)是两个能量相近的激发态离子通过非辐射过程藕合,一个回到低能态,把能量转移给另一个离子,使之跃迁到更高的能态。图1-3列出了发生能量传递的几种可能途径:(a)是最普通的一种能量传递方式,处于激发态的施主离子把能量传给处于激发态的受主离子,使受主离子跃迁到更高的激发态去;(b)过程称为多步连续能量传递,在这一过程中,只有施主离子可以吸收入射光子的能量,处于激发态的施主离子与处于基态的受主离子间通过第一步能量传递,把受主离子跃迁到中间态,然后再通过第二步能量传递把受主离子激发到更高的激发态;(c)过程可命名为交叉弛豫能量传递(Cross Relaxation Up-conversion,简称CR),这种能量传递通常发生在相同离子间,在这个过程中,两个相同的离子通过能量传递,使一个离子跃迁到更高的激发态,而另一个离子弛豫到较低的激发态或基态上去;(d)过程为合作发光过程的原理图,两个激发态的稀土离子不通过第三个离子的参与而直接发光,他的一个明显的特征是没有与发射光子能量匹配的能级,这是一种奇特的上转换发光现象;(e)过程为合作敏化上转换,两个处于激发态的稀土离子同时跃迁到基态,而使受主离子跃迁到较高的能态。(a)普通能量传递 (b)多步连续能量传递(c)交叉弛豫能量传递 (d)合作发光能量传递(e)合作敏化上转换能量传递图1-3 几种能量传递过程的示意图稀土离子的上转换发光都是多光子过程,在多光子过程中,激发光的强度与上转换荧光的强度有如下关系:Itamin ∝ Iexcitationn其中Itamin表示上转换荧光强度,Iexcitation表示激发光强度,在双对数坐标下,上转换荧光的强度与激发光的强度的曲线为一直线,其斜率即为上转换过程所需的光子数n,这个关系是确定上转换过程是几光子过程的有效方法。 敏化机制与掺杂方式 敏化机制通过敏化作用提高稀土离子上转换发光效率是常用的一种方法[9]。其实质是敏化离子吸收激发能并把能量传递给激活离子,实现激活离子高能级的粒子数布居,从而提高激活离子的转换效率,这个过程可以表述如下:Dexc+A→D+AexcD表示施主离子,A是受主离子,下标“exc”表示该离子处于激发态。Yb3+离子由于特有的能级结构,是最常用的也是最主要的一种敏化离子。(1)直接上转换敏化对与稀土激活中心(如Er3+,Tm3+,Ho3+)和敏化中心Yb3+共掺的发光材料,由于Yb3+的2F5/2能级在910-1000nm均有较强吸收,吸收波长与高功率红外半导体激光器的波长相匹配。若用激光直接激发敏化中心Yb3+,通过Yb3+离子对激活中心的多步能量传递,可再将稀土激活中心激发至高能级而产生上转换荧光,这类过程会导致上转换荧光明显增强,称之为直接上转换敏化。图1-4以Yb3+/Tm3+共掺杂为例给出了该激发过程的示意图。图1-4 直接上转换敏化(2)间接上转换敏化由于Yb3+离子对910-1000 nm间泵浦激光吸收很大,泵浦激光的穿透深度非常小,因此虽然在表面的直接上转换敏化能极大的提高上转换效率,但它却无法应用到上转换光纤系统中。针对这种情况,国际上与1995-1996年首次提出了“间接上转换敏化”方法[7]。间接上转换敏化的模型首先在Tm3+/Yb3+双掺杂体系中提出的:当激活中心为Tm3+时,如果激发波长与Tm3+的3H6→3H4吸收共振,激活中心Tm3+就被激发至3H4能级,随后处于3H4能级的Tm3+离子与位于2F5/2能级的Yb3+离子发生能量传递,使Yb3+离子的2F5/2能级上有一定的粒子数布居。然后处于激发态2F5/2的Yb3+离子再与Tm3+进行能量传递,实现Tm3+的1G4能级的粒子数布居,这样就通过Tm3+→Yb3+→Tm3+献的能量过程间接地把Tm3+离子激发到了更高能级1G4。从而导致了Tm3+离子的蓝色上转换荧光。图1-5给出了间接上转换敏化的示意图。考虑到稀土离子的敏化作用与前述的上转换机理,在实现上转换发光的掺杂方式通常要考虑如下几点:(1)敏化离子在激发波长处有较大的吸收截面和较高的掺杂浓度;(2)敏化离子与激活离子之间有较大的能量传递几率;(3)激活离子中间能级有较长的寿命。图1-5 间接上转换敏化 掺杂方式表1-1给出了当前研究比较多的掺杂体系,表中同时列出了某一掺杂体系对应的激发波长、基质材料、敏化机制等。表1-1 常见的掺杂体系稀土离子组合 激发波长 基质材料 敏化机制单掺杂 Er3+ 980nm ZrO2纳米晶体 —Nd3+ 576nm ZnO–SiO2–B2O3 —Tm3+ 660nm AlF3/CaF2/BaF2/YF3 —双掺杂 Yb3+:Er3+ 980nm Ca3Al2Ge3O12玻璃 直接敏化Yb3+:Ho3+ 980nm YVO4 直接敏化Yb3+:Tm3+ 800nm 氟氧化物玻璃 间接敏化Yb3+:Tb3+ 1064nm 硅sol–gel玻璃 合作敏化Yb3+:Eu3+ 973nm 硅sol–gel玻璃 合作敏化Yb3+:Pr3+ 1064nm LnF3/ZnF2/SrF2 BaF2/GaF2/NaF 直接敏化Nd3+:Pr3+ 796nm ZrF4基玻璃 直接敏化三掺杂 Yb3+: Nd3+ :Tm3+ 800nm ZrF4基玻璃 间接敏化Yb3+: Nd3+ :Ho3+ 800nm ZrF4基玻璃 间接敏化Yb3+: Er3+ :Tm3+ 980nm PbF2:CdF2玻璃 直接敏化 上转换发光材料的应用稀土掺杂的基质材料在波长较长的红外光激发下,可发出波长较短的红、绿、蓝、紫等可见光。通常情况下,上转换可见光包含多个波带,每个波带有多条光谱线,这些谱线的不同强度组合可合成不同颜色的可见光[7]。掺杂离子、基质材料、样品制备条件的改变,都会引起各荧光带的相对强度变化,不同样品具有独特的谱线强度分布与色比关系(我们定义上转换荧光光谱中各荧光波段中的峰值相对强度比称为色比,通常以某以一波段的峰值强度为标准)。因而上转换发光材料可应用到荧光防伪或安全识别上来。上转换发光材料在荧光防伪或安全识别应用上的一个研究重点是制备上转换效率高,具有特色的防伪材料,实现上转换荧光防伪材料能够以配比控制色比;也就是通过调整稀土离子种类、浓度以及基质材料的种类、结构和配比,达到控制色比关系。 本论文研究目的及内容Nd:YAG激光器发出1064nm的激光,在激光打孔、激光焊接、激光核聚变等领域具有广泛的应用价值,是最常用的激光波段。然而,由于人眼对1064nm的红外光不可见,因此,需要采用对1064nm激光响应的红外激光显示材料制备的显示卡进行调准和校正。本论文采用氟化物作为基质,掺杂稀土离子,通过配方和工艺研究,制备对1064nm响应的红外激光显示材料。研究组分配比、烧结温度、气氛和时间等对粉体性能的影响。并采用XRD和荧光光谱分析等测试手段对粉体进行表征。确定最佳烧结温度、组分配比,最终获得对1064nm具有优异红外转换性能的红外激光显示材料。第二章 红外激光显示材料的合成与表征经过多年研究,红外响应发光材料取得了很大进展,现已实现了氟化物玻璃、氟氧化物玻璃、及多种晶体中不同稀土离子掺杂的蓝绿上转换荧光。然而上转换荧光的效率距离实际实用还有很大的差距,尤其是蓝光,其效率更低。因此,寻找新的红外激光显示材料仍在研究之中,本文主要研究对1064nm响应的发光材料。本章研究了双掺杂Er3+/Yb3+不同基质材料的蓝绿上转换荧光,得到了发光效果较好的稀土掺杂氟化物的红外激光显示材料,得到了一些有意义的研究结果。 红外激光显示材料的合成 实验药品(1)合成材料所用的化学试剂主要有:LaF3,BaF2,Na2SiF6,NaF,氢氟酸,浓硝酸等。稀土化合物为Er2O3、Yb2O3,纯度在4N以上。(2)ErF3、YbF3的配制制备Yb3+/Er3+共掺氟化物的红外激光显示材料使用的ErF3,YbF3是在实验室合成的。实验采用稀土氧化物,称取适量的Er2O3,Yb2O3放在烧杯1和烧杯2中,滴加稍微过量的硝酸(浓度约为8mol/L),置于恒温加热磁力搅拌器上搅拌,直至烧杯1中出现粉红色溶液、烧杯2中出现无色溶液停止。其化学反应如下:Er2O3+6HNO3→2Er(NO3)3+3H2OYb2O3+6HNO3→2Yb(NO3)3+3H2O再往烧杯1和烧杯2中分别都加入氢氟酸,烧杯1中生成粉红色ErF3沉淀,烧杯2中生成白色絮状YbF3沉淀,其化学反应如下:Er(NO3)3+3HF→ErF3↓+3HNO3Yb(NO3)3+3HF→YbF3↓+3HNO3生成的ErF3、YbF3沉淀使用循环水式多用真空泵进行分离,并多次使用蒸馏水进行洗涤,将从溶液中分离得到的沉淀倒入烧杯放入电热恒温干燥箱,在100℃条件下保温12小时,得到了实验所需的ErF3、YbF3,装入广口瓶中备用。 实验仪器SH23-2恒温加热磁力搅拌器(上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司)PL 203电子分析天平(梅特勒一托多利仪器上海有限公司)202-0AB型电热恒温干燥箱(天津市泰斯特仪器有限公司)SHB-111型循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)WGY-10型荧光分光光度计(天津市港东科技发展有限公司)DXJ-2000型晶体分析仪(丹东方圆仪器有限公司)1064nm半导体激光器(长春新产业光电技术有限公司)4-13型箱式电阻炉(沈阳市节能电炉厂) 样品的制备(1)实验方法本实验样品制备方法是:以稀土化合物YbF3、ErF3,基质氟化物为原料,引入适量的助熔剂,采用高温固相法合成红外激光显示材料。高温固相法是将高纯度的发光基质和激活剂、辅助激活剂以及助熔剂一起,经微粉化后机械混合均匀,在较高温下进行固相反应,冷却后粉碎、筛分即得到样品[8]。这种固体原料混合物以固态形式直接参与反应的固相反应法是制备多晶粉末红外激光显示材料最为广泛使用的方法。在室温下固体一般并不相互反应,高温固相反应的过程分为产物成核和生长两部分,晶核的生成一般是比较困难的,因为在成核过程中,原料的晶格结构和原子排列必须作出很大调整,甚至重新排列。显然,这种调整和重排要消耗很多能量。因而,固相反应只能在高温下发生,而且一般情况下反应速度很慢。根据Wagner反应机理可知,影响固体反应速度的三种重要因素有:①反应固体之间的接触面积及其表面积;②产物相的成核速度;③离子通过各物相特别是通过产物相时的扩散速度。而任何固体的表面积均随其颗粒度的减小而急剧增加,因此,在固态反应中,将反应物充分研磨是非常必要的[6]。而同时由于在反应过程中在不同反应物与产物相之间的不同界面处可能形成的物相组成是不同的,因此可能导致产物组成的不均匀,所以固态反应需要进行多次研磨以使产物组成均匀。另外,如果体系存在气相和液相,往往能够帮助物质输运,在固相反应中起到重要作用,因此在固相反应法制备发光材料时往往加入适量助熔剂。在有助熔剂存在的情况下,高温固相反应的传质过程可通过蒸发-凝聚、扩散和粘滞流动等多种机制进行。(2)实验步骤根据配方中各组分的摩尔百分含量(表3-1,表3-2,表3-3中给出了实验所需主要样品的成分与掺杂稀土离子浓度),准确计算各试剂的质量,使用电子天平精确称量后,把原料置于玛瑙研钵中研磨均匀后装入陶瓷坩埚中(粉体敦实后大概占坩埚体积的1/3),再放入电阻炉中保温一段时间。冷却之后即得到了实验所述的红外激光显示材料样品。图2-1为实验流程图:图2-1 实验流程图 红外激光显示材料的表征 XRDX射线衍射分析是当今研究晶体精细结构、物相分析、晶粒集合和取向等问题的最有效的方法之一[10&9]。通常采用粉末状晶体或多晶体为试样的X射线衍射分析被称为粉末法X射线衍射分析。1967年,Hugo 鉴于计算机处理大量数据的能力,在粉末中子衍射结构分析中,提出了全粉末衍射图最小二乘拟合结构修正法。1977年,Malmros等人把这个方法引入X射线粉末衍射分析中,从此Rietveld分析法的研究开始迅速发展起来[16&10]。本实验采用丹东方圆仪器有限公司生产的DXJ-2000型晶体分析仪对粉末样品进行数据采集,主要测试参数为:Cu靶Kα线,管压45kV,管流35Ma,狭缝DSlmm、.、SS1 mm,扫描速度10度/min(普通扫描)、度/min(步进扫描),通过测试明确所制备的材料是否形成特定晶体结构的晶相,也可以简单判断随着掺杂量的增加,是否在基质中有第二相形成或者掺杂的物质同基质一起形成固溶体。

宝石性质研究论文

是有关珠宝的历史,还是鉴定

天然蓝宝石星光是内在的有点不是那莫清晰强光下有星光效应6条线或者12条线人造星光特别清晰一般不用强光就有清晰的六天线有时六条线成白色

浅谈对中档宝石的认识 摘要 前几年,人们主要集中购买纯金,对镶宝石的黄金首饰或纯宝石首饰则兴趣不大。然而今年来,情况大有变化。因为人们慢慢体会到,无论作为装饰品还是为了保值,宝石都比纯金有着更大的优越性。佩戴纯金戒指,增加的美感是有限的,宝石首饰就大有不同了。因为宝石具有丰富的颜色变化,还有奇妙多彩的闪光。佩戴宝石,会进一步增加人体的美感,显得色彩缤纷,美不胜收,给自己和旁观者带来美的享受。此外,宝石的保值作用也不容小觑。黄金总会有价格的起伏,而对于宝石而言,国际上宝石的价格与名画等艺术品一样,每年都稳步上升,供不应求。 人们往往对钻石、祖母绿等高档宝石百般喜爱,把钻石作为婚戒佩戴,根式留下了“一颗恒久远,钻石永流传”的美誉,但是我认为那些中档宝石虽然没有钻石般闪亮,但是中档宝石的绚丽多彩也是钻石无法比拟的。 关键词:中档宝石、碧玺、猫眼碧玺、西瓜碧玺、石榴石、橄榄石、托帕石、尖晶石、锆石 一、碧玺:百变美色 碧玺的矿物名称为电气石,其品种繁多,颜色之丰富,是其他众多宝石所望尘莫及的,尤其是西瓜碧玺,是稀有的宝石品种。世界上最出名的碧玺产自巴西和美国,其中巴西发现的鲜蓝色碧玺是世界上最受欢迎的宝石之一。由于碧玺谐音“辟邪”,因此很受各族人们的喜欢。碧玺是仅次于钻石、红宝石、蓝宝石、祖母绿的有色中档宝石。碧玺深受人们喜爱,被视为10月的生辰石。是我最为喜爱的宝石的一种。碧玺在很多国家都出产,巴西的米纳斯克拉斯州所产的碧玺种类有紫罗兰色碧玺、蓝色碧玺、红色碧玺、绿色碧玺和碧玺猫眼,其中帕拉依巴的碧玺价值最高,美国加州以红碧玺最为出名,缅因州则产红、绿和西瓜碧玺,意大利以五色碧玺闻名,中国的新疆阿尔泰和云南哀牢山也产碧玺,新疆碧玺颗粒较大,但颜色不够鲜艳。 碧玺以颜色丰富著称,因此其分类也是以颜色为依据的,分为红碧玺、绿碧玺、蓝碧玺和多色碧玺等多个品种。此外,还可根据碧玺具有特殊光学效应,附加碧玺猫眼和变色碧玺两个品种。 1. 红碧玺 单纯的鲜艳红色且不掺杂其他色调的红碧玺是所有品种中价值最高的,因其红色接近于红宝石的红色,以前商业上会把它成为Rubellite,现在已改为Red Tourmaline;深粉红色的碧玺俗称双桃红,因为颜色艳若桃花,市场上极为好看;色浅者常带有粉色调,俗称单桃红,价值略低;紫色者显示紫红色,属于比较珍贵的品种。红色是碧玺中价值最高的,其中以紫红色和玫瑰红色最佳,有红碧玺之称,在中国有“孩儿面”的叫法。但自然界主要是以棕褐、褐红、深红色等产出的较多,色调变化较大。慈禧太后非常喜爱碧玺,尤其钟爱大红色中微带粉的品种,称之为桃红碧玺,将其视为碧玺中的上品。当别人对您有所成见时,红色碧玺的作用可以有助于改善彼此间的关系;当您与别人关系较冷漠疏远时,红色碧玺具有增强彼此的人缘的功效;同时,红色碧玺的作用还有助于消除一个人心中的冷漠、孤傲、怪僻和各种异常心理,使人变得容易相处。2. 绿碧玺 鲜艳绿色且无杂色的品种,质量上乘者可称为Verdelite,因为绿色往往因不同程度的灰色调而不够艳丽,价值往往略低于红色碧玺。碧玺的最大特点是双折射率大、用十倍的放大镜观察刻面宝石亭部的棱角处,可明显地见到双影。绿色碧玺十分丰富,应该说是所有颜色中家族最为庞大的一支,因此鉴赏价值时要非常细心,尤其是颜色细微之处,往往有着差之毫厘,谬以千里的作用。产地巴西、斯里兰卡、马达加斯加、中国。绿色碧玺的色泽由淡绿至墨绿,其中深绿及带有光彩色泽最受人喜爱。 3. 蓝碧玺 与蓝宝石的深蓝色不同,也不同于堇青石、黝帘石的鲜艳紫蓝色,碧玺的蓝色包括绿蓝色、蓝黑色的过渡色,纯蓝色比较罕见,深蓝色的被称作Indigolite或Indicolite。 4. 多色碧玺 多色碧玺又称为杂色碧玺,一颗碧玺晶体上,不同部位显现出不同的颜色,是不同于其他宝石的特殊品种,其中最具代表性的是西瓜碧玺,又名watermelon tourmaline西瓜碧玺是碧玺(又名:电气石)中非常稀有的一种。是在一颗晶石里面,中心为粉红色、边缘绿色或反过来的电气石称为西瓜电石,由于颜色酷似西瓜的果肉和果皮,因此得名西瓜碧玺 。即外皮是绿色而核心是红色,柱状晶体的横截面,以颜色鲜艳且互为映衬者最佳。西瓜碧玺具有绿色和红色两种颜色,绿色在外围,红色在中心,就像西瓜一样,外面是绿色,里面的芯是红色的。西瓜碧玺是在一颗晶石里面,长有内红、外蓝绿的特征,酷似西瓜模样的碧玺,因以为名,数量稀少,故价格较贵。 5. 猫眼碧玺 猫眼碧玺是碧玺的一种,这种碧玺产量相对较少,收藏价值也更高。猫眼效应一般在红碧玺和绿碧玺居多。碧玺的猫眼效果是因为碧玺内部长着平行的管状包裹体 ,这种包体达到一定的密度 ,在垂直着平行包裹体的方向就会在点光源照射下有一条亮线 (称为猫眼),这样的碧玺原料切磨出来才会有猫眼效果。猫眼碧玺同样有很多颜色,虽然猫眼效应比较明显,但是由于其管状内含物排列较疏很难达到纤细如丝的程度,所以猫眼碧玺的眼线会给人略微粗糙的感觉,个别质量较差的碧玺猫眼由于内含物粗大,可以直观的从正面看到,大大影响了其价值。 二、石榴石:彩宝大腕 石榴石的名字给人以红色的遐想,但是在其重要的七大品种中除铁铝榴石、镁铝榴石等常见红色外,钙铝榴石与钙铬榴石都是绿色的,而锰铝榴石又呈现柠檬黄色,所以石榴石也是一个色彩缤纷的宝石大家族。因自然界中产出浑圆状的红色石榴石晶体相似于石榴籽的形状与颜色而得名。石榴石的英文名为Garnet,意思为“像种子”或“有许多种子”。石榴石是最早被使用的宝石之一,中国古代因石榴石宝石颜色深红带紫,故称其为“紫牙乌”,相传其名来源于古代阿拉伯语“牙乌”,意为红宝石。但是石榴石这个名字仍然使用至今。不同种类的石榴石有很多不同的颜色,包括红、橙、黄、绿、蓝、紫、棕、黑、粉红及透明。总体来说,石榴石的价值依颜色从绿色、橙黄色、红色到暗红色依次降低。石榴石的产地分布于世界各地,其中前捷克斯洛伐克、印度、斯里兰卡、美国及前苏联、巴西、非洲是石榴石的著名产地。中国新疆、黑龙江、广东、广西、云南等地也有大量石榴石产出。 三、橄榄石:太阳宝石 橄榄石是一种典型的草绿色宝石,晶莹剔透、颜色清淡,虽然在中国的市场占有率不高,但在欧美有众多的喜爱者,中国河北出产高质量、大颗粒橄榄石也大多出口至美国等西方国家。橄榄石因其颜色多为橄榄绿色而得名,英文名称为Peridot,另一个名称Olivine为矿物学名词,橄榄石为8月的生辰石,古罗马人认为橄榄石具有太阳般神奇的能量,可以驱除邪恶,降妖伏魔,给人类带来光明和希望。橄榄石大约是3500年以前,在古埃及领土圣·约翰岛发现的,被认为是太阳宝石。橄榄石主要分为浓黄绿色橄榄石、金黄绿色橄榄石、黄绿色橄榄石、浓绿色橄榄石(也称黄昏祖母绿或西方祖母绿、月见草祖母绿)和天宝石(产于陨石中,十分罕见)。优质橄榄石呈透明的橄榄绿色或 黄绿色,清澈秀丽的色泽十分赏心悦目,象征着和平、幸福、安详等美好意愿。世界上最大的一颗宝石级橄榄石产于红海的扎巴贾德岛,重319克拉,现存于美国华盛顿SmithsonianInstitution博物馆。中国河北省张家口万全县大麻坪发现的橄榄石,重量克拉,取名为“华北之星”,是中国最大颗的橄榄石。 四、托帕石:金色帝王 托帕石英文名称Topaz,,矿物学名称为黄玉,也有人称其为黄宝石,但这并非指黄色蓝宝石。十一月的幸运石,象征友情和爱情。托帕石有很多颜色,无色、橙黄色、紫罗兰色、红色、蓝色、淡绿色、黄棕色至褐黄色、浅蓝色至蓝色、粉红色至红褐色等。当托帕石内部具有平行排列的气液两相填充的管状内含物时,经适当打磨便可产生猫眼效应。托帕石产地分布较广,不同产地托帕石颜色差异很大。世界上95%以上的托帕石产在巴西米纳斯吉拉斯伟晶岩中,这里产出的托帕石堪称世界之最,现藏于美国纽约自然历史博物馆。托帕石的品种也是根据颜色分类的,可分为四类:雪莉黄玉、黄色黄玉、粉红黄玉、无色黄玉。它的颜色与净度是评价其价值的两大因素。雪莉色和粉红色价值很高。 五、尖晶石:红宝姐妹 尖晶石是一种名贵的宝石,其艳丽不逊于红宝石,而它的纯洁无暇是红宝石所无法比拟的,它因与红宝石的伴生关系而蜚声国际。其质地清澈、颜色鲜活。在珠宝市场一枝独秀,大有独领彩色宝石之风骚的趋势。尖晶石英文名为Spinel,意为“红色或橘红色的天然体”。主要产地有缅甸、斯里兰卡、泰国、肯尼亚、尼日利亚、坦桑尼亚、巴基斯坦、越南、美国和阿富汗等。常见品种有:红色与橙色尖晶石、蓝色尖晶石、绿色尖晶石、无色与变色尖晶石、星光尖晶石。 六、锆石:天然的钻石替代品 英文名称为Zircon。在印度,锆石被称为“月蚀石”,因其常见红色、金黄色、无色。相传犹太主教法衣前面佩戴的十二种宝石中就有锆石,称为“夏信斯”,即风信子,所以锆石在矿物学中有叫做风信子石。锆石是一个大家族,分为高型、中型、低型三大类,高型锆石有很多过人之美,并不输于钻石多少。著名产地有挪威南部(以橙色即红色锆石闻名)和俄罗斯拉乌尔南部山脉,其余著名产地有产各色锆石的柬埔寨,产大颗粒红色、蓝色与褐色锆石的泰国等,中国的锆石产地分布较广,宝石级锆石主要分布于福建、海南、新疆、辽宁、黑龙江等地。锆石通常用于高档饰品镶砌,是替代钻石的不二之选,颜色多样,有无色、紫红、黄褐、淡黄、淡红、绿等,金刚光泽,非常眩丽。世界上最著名的蓝色锆石,重208克拉,现珍藏于美国纽约自然历史博物馆。不同的宝石也各有其象征的含义。洁白、绚丽、耐久,象征着纯洁无瑕,爱情忠诚不变的信念,几十年来人们用金属镶嵌的钻石戒指作为订婚、结婚的信物。珍珠典雅、高贵、靓丽,象征着健康、福贵、长寿,是馈赠女性和长辈礼物的最佳选择。参考文献 1.《宝石鉴赏与投资·天下收藏系列》(郭颖主编) 2.《真假宝石鉴赏》(王署著)

天然星光红蓝宝石的星光线条细而直,且有宝光合成星光红蓝宝石的星光线条可能有弯曲或很粗,没有宝光。(这条是最容易鉴别的)

关于秦岭地质的研究论文

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秦岭—巴山地区区域地质构造历史和特征秦岭造山带变质地层研究获得丰硕成果关于秦岭地质的研究

秦岭及邻区区域大地构造背景和区域地质概况我想这篇一定会跟您思路的。真正的论文还得自己写,网上也不会有免费现成的,但是我们可以去其糟粕留其精华~希望可以帮助到您。

光的本性研究论文

介绍照相机 照相机的工作原理,概略地说是应用光学成像原理,通过照相镜头将被摄物体成像在感光材料上。下面将粗略地介绍摄影光学成像原理:人类对于光的本性的认识,光线的传播及透镜成像原理。 人类对于光的本性的认识经历了漫长而又曲折的过程。在整个18世纪中,光的微粒流理论在光学中仍占优势,人们普遍认为光是微小的粒子组成的,从点光源发出并以直线向四面八方辐射。19世纪初,以杨氏(Young)和菲涅耳(Fresnel)的著作为代表逐步发展成今天的波动光学体系。如今对光的本性认识是:光和实物一样,是物质的一种,它同时具有波的性质和微粒(量子)的性质,但从整体来说,它既不是波,也不是微粒,也不是它们的混合物。 从本质上,讲光和一般无线电波并无区别,光和电磁波一样是横波,即波的振动方向与传播方向垂直。一个发光体就是电磁波的发射源,发光体发射的电磁波向周围空间传播,和水波波动产生的波浪向四周传播相似。强度最大或最小的两点距离称为波长,用λ表示。传播一个波长所需的时间称为周期,用T表示,一个周期就是一个质点完成一次振动所需要的时间。1秒内振动的次数称为频率,用ν表示。经过1s振动传播的距离称为速度,用“v”表示。波长、频率、周期和速度之间有如下关系: v=λ/T ,ν=1/T,v=λν 由此可见,光的波长与频率成反比。实际上光波只占整个电磁波波段的很小一部分。波长在400~700nm的电磁波能够为人眼所感觉,称为可见光,超过这个范围人眼就感觉不到了。不同波长的可见光在我们的眼睛中产生不同的颜色感觉,按照波长由长到短,光的颜色依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色。不同波长的电磁波在真空中具有完全相同的传播速度,数值是c=300,000km/s。 下面叙述几何光学的几个基本定律——光线的传播规律: (1)光的直线传播定律 光在均匀介质中,是沿着直线传播的,即在均匀介质中光线为一直线。光的直线传播现象在日常生活中随时随地可以见到,如物体被光照射而成影,小孔成像等。光的直线传播引出了光线这个概念。 (2)光的独立传播定律 光的传播是独立的,当不同光线从不同方向通过介质某一点时,彼此互不影响。当两支光线会聚于空间某一点时,它的作用为简单的叠加。光线的这一性质,使被拍摄物体各点的光互不影响地进入照相镜头,在成像面上成像。 (3)光的反射定律 当光传播到两种不同介质的分界面时,就会改变传播方向,发生光的反射。光的反射定律指出: ①入射光线、反射光线和分界面上光投射点的法线在同一平面内,人射光线与反射光线分别位于法线的两侧。 ②人射角和反射角相等。入射光线与法线N的夹角记为入射角,用i表示;反射光线与法线N的夹角记为反射角,用α表示。则有i=α。光的反射现象还具有可逆性,假如光线逆着原来反射光线方向入射到界面上,那么它将逆着原来入射光线的方向反射出去。随着界面的不同,反射又可分为定向反射和漫反射。从一个方向入射到光亮、平整的镜子上的光线,入射点都落到同一平面上,其反射都向着同一方向,则称为定向反射。当光从一个方向投射到粗糙表面上时(如毛玻璃面等),由于粗糙面可以看成由许多角度不同的小平面组成,光线便从各个不同的方向反射出去,称为漫反射。但需注意在漫反射现象中,就每一条光线而言都还是遵循反射定律的。 光的反射,在照相术中起着相当重要的作用。例如人本身并不发光,但当光线从各个角度照射到人身上后,光线便可从各个角度有所反射。我们常利用反射光进行拍照,就是遵循光的反射定律。 3.物理学存在于物理学家的身边。勤于观察的意大利物理学家伽利略,在比萨大教堂做礼拜时,悬挂在教堂半空中的铜吊灯的摆动引起了他极大的兴趣,后来反复观察,反复研究,发明了摆的等时性;勇于实践的美国物理学家富兰克林,为认清“天神发怒”的本质,在一个电闪雷鸣、风雨交加的日子,冒着生命危险,利用司空见惯的风筝将“上帝之火”请下凡,由此发明了避雷针;敢于创新的英国科学家亨利•阿察尔去邮局办事。当时身旁有位外地人拿出一大版新邮票,准备裁下一枚贴在信封上,苦于没有小刀。找阿察尔借,阿察尔也没有。这位外地人灵机一动,取下西服领带上的别针,在邮票的四周整整齐齐地刺了一圈小孔,然后,很利落地撕下邮票。外地人走了,却给阿察尔留下了一串深深的思考,并由此发明了邮票打孔机,有齿纹的邮票也随之诞生了;古希腊阿基米德发现阿基米德原理;德国物理学家伦琴发现X射线;……研究身边的琐事并有大成就的物理学家的事例不胜枚举。 物理学也存在于同学们身边。学了测量的初步知识,同学们纷纷做起了软尺。有位同学别出心裁,用透明胶把制好的牛皮纸软尺包扎好,这样更牢固。然后,用大大卷泡泡糖的包装盒作为软尺的外壳,在盒的中心利用铁丝做一摇柄中心轴,软尺的末端固定在轴上,这样一个可以收拾并反复使用的卷尺诞生了。同时,这位同学受软尺自作的启示,用实验解决了一道习题:用软尺测量物体长度时,若把软尺拉长些,测量值是偏大还是偏小?他做了这样一个模拟实验:在白纸上画一条直线,标上刻度,然后用透明胶粘贴,再扯下来,便做成了“软尺”,用“软尺”不仅找到了上题的答案,而且还清楚地看到分度值变大了,知其然,并知其所以然;学了电学的有关知识后,同学们对蚯蚓能承受的最大电压进行了探究:当给它加上的电压时,蚯蚓迅速分泌粘液,且奋力挣扎,从瓶内跳出瓶外。当给它加上3V的电压时,蚯蚓被电为两截;有同学在测量“、”的小灯泡的功率,并研究其发光情况时,不满足于给灯泡加上的电压,而是用自己早已准备好的小灯泡做破坏性实验,不断加大灯泡两端的电压,直至电压高达9V、灯泡灯丝烧断,才停止探究;有同学在学习蒸发的知识时,不厌其烦地座在桌旁观察相同的两滴水(其中一滴水滩开),进行聚精会神地观察,然后进行分析、对比,得出影响蒸发的因素;……同学们捕捉身边的琐事进行探究的事例屡见不鲜。

客观事物是复杂的,多层次多侧面的,对同一事物、同一问题,我们写议论文的时候要抓住中心点。以下是我整理的初中优秀议论文范文,希望可以帮到大家!

弯道中蕴含着超越的机遇,超越中拥有着勇敢的情怀——题记

“超越梦想一起飞,你我需要真心面对。”一首《超越梦想》唱出了无数人敢于超越自我、超越梦想的激情。的确,超越中暗含着危险,超越需要十足的勇气,但是没有超越就没有可能到达一个崭新的高度。

当你面对挑战时,是勇敢向前还是畏惧不前;当你面对机遇时,是果断超越还是左右迟疑;当你面对困难时,是勇于超越还是害怕退缩。为了让我们的生命更加精彩,为了让生命去回味这一刻,去铭记这一回,我们应果断选择前者。

抓住弯道,勇于超越。这一点,鲁迅做到了。面对黑暗的旧中国。面对内心早已渐渐麻木的中国人,他毅然弃医从文,要从心灵上去拯救那些已病的中国人,他平静如水,内心却波涛汹涌。他用锋利的笔尖刺穿了统治者的心脏。他已超越了自我,他将自己高大而又严肃的形象树立在了无数中国人民的心中。

抓住弯道,勇于超越。这一点,贝多芬做到了。面对自己的双耳失聪,面对自己贫寒的家境,他并没有因畏惧而放弃音乐,而是怒吼着:“我要扼住命运的咽喉。”他利用一根木棒通过牙咬来感受音律的震动。他谱出了流传至今并令人振奋的乐曲《命运》。他不放弃任何可以作曲的机遇,战胜了失聪,超越了自我,在音乐史上留下了辉煌的一笔。

抓住弯道,勇于超越。这一点,刘翔做到了。虽然刘翔在北京奥运会上遗憾退赛,但他在雅典奥运会上的精彩表现令世界所赞叹。他抓住了机遇,这不仅仅是他个人的超越,更是全中国乃至黄种人的超越。世界会永远记住这个在奥运跨栏项目上夺冠的黄种人。

抓住弯道,勇于超越。能够准确把握并且勇于超越的人们都是可敬的、勇敢的。历史上有所成就的人们在面对机遇时无不准确地把握,勇于超越,挑战极限,而我们也应做到如此。

面对弯道,勇敢超越。我们的生命才能更加精彩,同样我们的梦想才能展翅翱翔。

【满分赏析】 这篇记叙文虽然并无过多的出彩之处,但中规中矩的笔墨,值得广大考生借鉴。从形式上看,下笔有题记,笔墨引人;开篇用歌词切入,可谓新颖。从论据上看,不论是鲁迅的经历,贝多芬的故事,还是刘翔的机遇与遗憾,均是信手拈来,内容充实。从语言上看,准确凝练,充分展现文章气质。

有这样一个故事:宋国有个富人,由于下雨他家的墙被淋倒。他儿子和邻居的一位老者都说:不修好一定会有人来偷窃。晚上家里果然来了小偷。富人觉得他儿子很聪明,却认为老者是小偷。大概你也认同富人的说法,但若仔细一想便知不妥,亲近的感情会影响理智的认识,所以请擦亮你的理智的双眼。

听罢这则材料,我们会有这样的疑问:倘若告诉富人将有小偷来时的人和富人没有任何亲缘关系,那么富人恐怕会怀疑他俩,因为他们都和富人没任何关系。所以说富人的判断并非是理智的,而是受到世俗情感的影响,所以说生活中我们认识事物时或多或少会受到感情的影响。

然而并非所有人都会被感情遮住理智的目光。一代清官包青天,在审理自己侄儿包勉的案子时,完全排除了个人的感情,丝毫没有受到情感的影响。用他的话说就是:公堂之上无父子。就因为此,他才被后世之人连连称颂。

19世纪伟大的物理学家牛顿,是力学系统的创始人,而在当时人们正在研究光的本性,学术界有两种说法,一种是认为光具有粒子性,它是由无数看不见的微粒组成的;而另一种是说光只具有波动性。当时两派各举出了例子和实验来证明了自己的观点。但由于牛顿支持粒子说,反对波动说,所以人们也就认为光只具有粒子性。从而使光的波动说发展很缓慢,直到20世纪初才被人们所接受。

现代着名物理学家史蒂芬·霍金,在研究黑洞问题时,曾收到他的导师的信,说黑洞是不会向外辐射能量的,劝他放弃这方面的研究,但霍金并没有被感情蒙蔽,依然坚持认为黑洞会向外辐射能量。最终他因此获得了" 原子物理之父" 的光荣称号。 我们的世界是一个充满情感的世界,我们在认识事物的本质和探索世界的过程中都会不同程度地受到情感的干扰,因此我们要以" 举世浑浊我独清,众人皆醉而我独醒" 的高尚情操来拨开情感蒙蔽的双眸,用客观的、理智的、公平的态度来认识它。 " 情感" 犹如眼前的一片乌云,拨开它我们会发现蓝天、绿水„„

【 解析 】任何观点都需要事实的支持,但并非任何事实都能支持某些观点。本文作者所选取的作为论据的事实相当恰切精致,像三根栋梁,成功地构建起了理论的大厦:拨开感情迷雾,把握理性光彩。这三个事例也各具特色而又相互补充,包青天以理性的头脑来评判纷繁复杂的谜案,声称" 公堂之上无父子" ,是古之典范,也是中国伦理血缘超越的成功范例;史蒂芬·霍金坚持自己的判断而避免老师的误导从而取得巨大成就,是今之楷模,也是外国理性光彩的闪烁,牛顿的例子则从反面论证了本文的论点,这二正一反,非常具有说服力。

人类与其它动物不同的一个地方是,人类有自己独特的语言。语言为人类彼此间的沟通架起了一座桥梁,通过这座桥梁,我们才能了解彼此的需要,感受彼此的心情,分享彼此的悲喜。

语言,有时是化解误会的良药。赵国的大将廉颇妒忌被赵王器重的蔺相如,扬言要使他难堪,而蔺相如却处处避免与之发生冲突,众人不解,蔺相如的一句“先国家之急而后私仇”道出了他的用意。这句话亦使廉颇瞬间消除了对蔺相如的偏见,他负荆请罪,最终与蔺相如成为刎颈之交。蔺相如的那句掷地有声的话化成了一座桥梁,使两位大臣的心得到沟通,使廉颇了解到蔺相如高尚的人格。可见,语言,是信息的载体,通过语言,许多误会得以消除,不少心灵的隔阂能被冲破。

语言,是传递关爱与理解的信鸽。现代社会许多家长常抱怨孩子老是以自我为中心,总是不听自己的话,许多孩子也埋怨家长老是不理解自己,总是束缚着自己。这种状况发生的原因有很多,但最主要的一点是家长与孩子之间的沟通太少。有的家长什么事都不让孩子做,只要求孩子好好读书,不要分心,这不能算是关爱。真正的关爱应该是建立在相互理解的基础上。有一些家庭会每天腾出一些时间来,让一家人能够说出各自内心所想的和所希望的。父母仔细聆听儿女的心声,儿女默默记住父母的教诲和期望。彼此的了解促进了彼此的沟通。语言就像信鸽一样,把一方的心声传送到另一方,从而理解得以建立。家长与孩子之间的理解,令家长找到表达关爱的最佳方式,亦令孩子体恤家长,懂得该如何报答父母。彼此的语言交流,令沟通与理解的大门敞开。

语言上的交流如果不得当,就会造成沟通上的误解。冯妇葬身火海的寓言,发人深省,如果语言表达准确,这种悲剧完全可以避免发生。因此,学好语言的表达,对沟通是大有裨益的,架好语言这座沟通的桥梁,我们才能够更好地彼此理解。 有了语言,沟通才会变得顺畅;有了语言,沟通才会如此多姿多彩。

【评析】

这篇作文得分情况为:内容24分表达23分发展等级10分,总分57分。从内容上看,本文紧扣“语言与沟通”的关系展开议论,切合题意,中心突出。先提出中心论点,然后从“语言有时是化解误会的良药”“语言是传递关爱与理解的信鸽”“语言上的交流如果不得当,就会造成沟通上的误解”三个方面展开了论述。蔺相如、冯妇一个正例,一个反例,相互映衬,对比鲜明。家长与孩子沟通的事例,既富有生活气息,又使感情显得真挚。从表达上看,本文符合议论文的表达要求,采用了“总—分—总”的行文思路,条分缕析,结构严谨,语言流畅。从发展等级上看,本文能透过现象深入本质,称得上是一篇认识深刻的议论文。

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关于光的本性问题很早就引起了人们的关注。微粒说1638年,法国数学家皮埃尔·伽森荻(Pierre Gassendi)提出物体是由大量坚硬粒子组成的。并在1660年出版的他所著的书中涉及到了他对于光的观点,也认为光也是由大量坚硬粒子组成的。牛顿随后对于伽森荻的这种观点进行研究,他根据光的直线传播规律、光的偏振现象,最终于1675年提出假设,认为光是从光源发出的一种物质微粒,在均匀媒质中以一定的速度传播。微粒说很容易解释光的直进性和反射现象,因为粒子与光滑平面发生碰撞的反射定律与光的反射定律相同。然而微粒说在解释一束光射到两种介质分界面处会同时反射和折射,以及几束光交叉相遇后彼此毫不妨碍的继续向前传播等现象时,却发生了很大困难。波动说罗伯特·胡克在1685年发表的《显微术》一书中,认为光是一种振动,发光体的每一振动在介质中向各个方向传播。胡克初步建立了波面和波线的概念,并把波面的思想用于对光的折射和薄膜颜色的研究。惠更斯(Christian Huygens)著《论光》更明确地提出了光是一种波动的主张,他认为光是一种介质的运动,该运动从介质的一部分以有限速度依次地向其他部分传播,他把光的传播方式与声音在空气中的传播作比较。波动说很容易能够解释微粒说不能解释的两个问题。水波可以同时发生反射和折射,并且水波的反射和折射规律和光完全相同。湖面上的激烈水波能够自由的互相穿过,通过一个窗口能够同时听到窗外几个人讲话的声音,这些都是人们熟知的波的现象。然而,早期的波动说缺乏定量的数学严密性,也缺乏对波动特性的足够说明,仍然摆脱不了几何光学的观念。同时,惠更斯所提出的波动说是把光比作像“水波”一样的机械波,即机械波的传播需要依靠介质,而光却能在真空中(即无介质)传播。牛顿并不是在根本上否认光的波动性,事实上正是牛顿首先提出了光在本质上是一种周期过程的观点,他还多次提到光可能是一种振动并与声波作对比。然而从他的著作《光学》的其他部分来看,他还是倾向于光的微粒说。突出的例子是从光的微粒说出发,根据机械粒子遵守的力学规律来解释光的反射定律和折射定律,并得出了光密介质中的光速要大于光疏介质中的光速这一与事实不符的结论。英国物理学家托马斯·杨(1773年 – 1829年)用干涉实验证明了光的波动性由于牛顿在学术界有很高的声望,致使微粒说在其后的100多年里一直占着主导地位,而波动说却发展得很慢。同时,如果要证明光具有波动性,必须设法显示出光具有干涉现象,而干涉现象的产生必须得到两列相干光,然而要得到两列相干光在当时是很困难的。直到1801年英国物理学家托马斯·杨(Thomas Young)终于用干涉实验证明了光的波动性。详见杨氏双缝干涉实验电磁说到19世纪中期,光的波动性已经得到公认,然而当时人们只了解在介质中传播的机械波,认为光波也是一种机械波。而任何机械波的传播都依靠介质,光却能在真空中传播。从太阳和其他恒星所发出的光,是通过什么介质传播过来的呢?为了说明光传播的这个问题,人们便假设在宇宙空间中到处充满着一种特殊的物质,这种物质被称作以太,光便是通过“以太”来进行传播。为了解释光波的各种性质,对于“以太”这个概念又进一步提出了种种假设。譬如,“以太”的密度极小,却具有较大的弹性等。由于对“以太”性质种种假设间存在明显的矛盾,人们很难相信存在这种物质。而为证明“以太”存在的各种实验也都以失败而告终。1846年,法拉第发现在磁场的作用下,偏振光的振动面会发生改变。这一重要的发现,表明光和电磁现象间存在着某种联系,同时将人们的目光转移到了电磁现象来考虑。19世纪60年代,麦克斯韦在研究电磁场理论时预见了电磁波的存在。同时指出电磁波是一种横波,电磁波的传播速度等于光速。麦克斯韦通过电磁波与光波的相似性质,提出假设,认为光波是一种电磁波。20多年后,赫兹用实验证实了电磁波的存在,测得电磁波的传播速度的确与光速相同,同时电磁波也能够产生反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象,从实验中证明了光是一种电磁波。光子说光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步。但是,还是在赫兹用实验证实光的电磁说的时候,就已经发现了光电效应这一现象,而这一发现也使光的电磁说遇到了无法克服的困难。1905年爱因斯坦提出光量子论,运用光子的概念解释了光电效应。

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