資源描述：
《會變色的玻璃——鹵化銀光致變色玻璃》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、會變色的玻璃——鹵化銀光致變色玻璃32蘇同王明召:會變色的玻璃——鹵化銀光致變色玻璃教學(xué)園地會變色的玻璃——鹵化銀光致變色玻璃術(shù)蘇同王明召北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院北京100875摘要本文為高中化學(xué)閱讀材料,介紹鹵化銀光致變色玻璃的變色原理以及制作流程,供一線教師選用.關(guān)鍵詞鹵化銀;光致變色玻璃;變色原理中圖分類號:G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1671～489X(2010)33—0032—02OoIorOhangeabIeGIasses:PhotoohromiCGIassesSensitizedbySiIvetHaIides//
2、SuTong.WangMingzhaoAbstractThephotochromicmechanisminreversibi1ityofthecolorchangeandproducingprocessofphotochromiCSi1icateglassessensitizedbySilverhalides,iSintroducedforhighschoolteachers.KeywordsSilverhalides:photochromicglasses;photochromicmechanismAuthor'Saddress
3、InstituteofChemistry,BeiJingNormalUniversity,Beijing,China100875玻璃大家都很熟悉.現(xiàn)在有一種能夠自動"識別"光線強(qiáng)弱進(jìn)而改變顏色的墨鏡,它的鏡片顏色在陽光下會自動變深,而當(dāng)進(jìn)到室內(nèi)或陽光不是那么刺眼的時(shí)候,鏡片又會褪為接近無色.這種墨鏡的鏡片用到一種特殊的玻璃——鹵化銀光致變色玻璃,簡稱鹵化銀光色玻璃.1光色玻璃為什么能變色其實(shí),早在l962年w.H.ArmiStead和S.D.Stookeyt1]在美國就制出第一塊光色玻璃,所用光敏材料是鹵化銀.這種玻璃主要成分是二
4、氧化硅,其中含有堿金屬氧化物和鹵化銀.它是如何變色的昵?1.1物體為什么會有顏色要想了解光色玻璃的變色機(jī)理,首先要知道物體為什么在陽光的照射下會顯出顏色.人們平常見到的太陽光是白色的.當(dāng)日光通過三棱鏡后,會顯示出其中不同的顏色,表明日光的白色是不同顏色的光混合而成的.不同顏色的光具有不同的波長.當(dāng)光線照在某物體上,如果這個(gè)物體吸收了可見區(qū)所有波段的光波,那它就是黑色的;如果這個(gè)物體吸收某些波長的光,它就會顯示出所吸收光互補(bǔ)光的顏色.不同顏色光的互補(bǔ)關(guān)系如圖1所示,處于對角關(guān)系的兩種光按圖1顏色環(huán)導(dǎo)帶●●●』U一一●000●●●●●
5、●●●●●●●●●●●價(jià)帶圖2能帶示意圖(黑點(diǎn)代表電子,圓圈代表空穴)一定比例混合,就會形成白光,它們稱為互補(bǔ)光.1.2鏡片為什么會變暗鏡片變暗是因?yàn)椴Ａе写嬖谀芪仗柟獾奈镔|(zhì),光色玻璃中的這種物質(zhì)是銀.銀原子不帶電,彼此之間沒有靜電斥力,不能均勻分布在玻璃中,而是相互聚集在一起,形成直徑大約為1～5lift]的微晶,在可見光500nm處產(chǎn)生吸收,這就使玻璃的顏色變?yōu)榛疑?光線的透過率降低.前面提到光敏材料是鹵化銀,它里面只有Ag,哪來的Ag原子呢?要搞清這個(gè)問題,需要了解一下鹵化銀.事實(shí)上,鹵化銀晶體是一種半導(dǎo)體.大家知道,在
6、原子中,電子是按照一定規(guī)律在原子軌道中運(yùn)動的,在半導(dǎo)體晶體中也存在類似的軌道——能帶.如圖2所示,通常,價(jià)電子填充在能量較低的價(jià)帶,吸收一定能量后,價(jià)電子可以"跨躍"中間的禁帶,從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶.電子一旦到達(dá)能量較高的導(dǎo)帶就容易失去,因而表現(xiàn)出很強(qiáng)的還原性.當(dāng)鹵化銀光色玻璃受到陽光照射時(shí),陽光中紫外線的能量足以使鹵化銀中的電子由價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶.被激發(fā)的電子可以將Ag還原為Ag原子,進(jìn)而發(fā)生前面所說的聚集,對陽光產(chǎn)生吸收,玻璃變暗.問題又資助項(xiàng)目:教育部實(shí)驗(yàn)室共建項(xiàng)目,北京市教育委員會共建項(xiàng)目(102—105834),北京師范大學(xué)教
7、學(xué)建設(shè)與改革項(xiàng)目.2010年11月下第33期(總第2l9期)∞一一一一～中國教育技術(shù)裝備教學(xué)園地蘇同王明召:會變色的玻璃——鹵化銀光致變色玻璃33∞原材料混_JJJJ'_j===降溫冷卻⑧退火制作菏迎玻璃的原料_lI使化銀與到成JJ『l入馴的釩化物,制和銀的硝—+化制一起任型的化銀酸鹽以/爻化物.L熔.破璃-lI結(jié)晶.光敏玻艄出現(xiàn)了,如果電子被激發(fā)去導(dǎo)帶,那么原來的價(jià)帶不就留下一個(gè)正電荷嗎?沒錯(cuò),這個(gè)正電荷叫做空穴!其實(shí)在制作過程中,除了加入鹵化銀外還要加入微量氧化銅….氧化銅在制作玻璃的過程中受熱后會部分變?yōu)檠趸瘉嗐~,這些亞銅離
8、子就會"捕獲"這個(gè)空穴,從而形成二價(jià)銅離子.這樣就完成從無色到深色的變色過程.1.3鏡片是怎么恢復(fù)透明的鹵化銀光色玻璃在變暗后還可以褪色.科學(xué)家對褪色機(jī)理有很多種解釋,這里介紹一種比較易于理解的"熱褪色"機(jī)理.當(dāng)電子被激發(fā)后,Ag和這個(gè)電子結(jié)合,形
