～625 770nm | 紫 | 蓝 | 青 | 绿 | 黄 | 橙 |
～ 红 |
不同颜色的光波，可以用波长λ(nm)表示，也可 以用波数(cm-1) 、能量E(eV)来表示： 波长 能量 波数 390nm ～ 770nm 3.18eV ～ 1.61eV 25600cm-1 ～ 13000cm-1
SiO2同质多象变体的密度与n的关系
7.1. 3. 晶体的发光性
1)发光性概念及类型 晶体受外界能量激发出可见光的现象统称之为晶体的发光 性。 (1)萤光：余辉时间≦10-8秒者，即激发一停，发光立即停止。 (2)磷光：余辉时间 ≧10-8秒者，即激发停止后，发光还要 继续一段时间。如夜明珠。
2）晶体发光的形式 依激发源而定：光致发光，紫外发光，阴极发光，热发光， 场致发光，辐射（高能射线）发光，摩擦发光，生物发光(萤火 虫)，化学发光和声发光，等等。 广泛应用：光致发光（高速公路上的标牌和激光等），阴 极发光（如各种荧光屏等）和场致发光（如发光二极管（LED） 和半导体激光等）。
2) 晶体的呈色机理 (1) 晶体场呈色 两个必要条件： A 外电子层未被充满的过渡离子（ d n和f n） B 晶体场 强大的晶体场使基态和激发态能级间的距离增大。 由于在晶体场中，d 、f 轨道基态和激发态能级间的 能级差与可见光的能量相当，所以可见光正好能将基 态d、f 轨道上的电子激发到激发态能级上。
§ 7.2 晶体的力学性质
7.2.1 晶体的密度 密度（D）：单位体积的晶体质量，单位g/cm3。 晶体密度与构成离子的原子量和晶体结构的堆积密度直接 有关。 晶体密度分成理论密度和实测密度。 晶体的理论密度表达式： D=M· Z/V M：实际分子量， Z：单位晶胞中的分子数， V：单位晶胞的体积(用XRD方法实测， 晶胞参数) 晶体的实测密度：用仪器或设备实测晶体获得的密度值。 方法：重液法，扭力天平和比重瓶法。比重瓶法的测量精度最 高。
7.2.2 晶体的破裂和解理 (重点、难点) 当外力超过晶体的理论劈裂强度时，晶体就会破裂。 两种破裂现象： 1）破裂面不平滑也无方向性——断裂 断口 2）破裂面平滑且有方向性 ——解理 解理面
石英的断口
方解石的解理面
断裂与解理：区别源于晶体结构和化学键。 解理定义：晶体在外力的作用下，沿一定结晶学方 位破裂成光滑平面的现象；这光滑的破裂面叫解理面。 本征性质,解理面成组出现。 解理的成因
单一波长光的颜色称为光谱色。 注意：单色光、白色光
（2）对白光的吸收与颜色 <绝缘体、部分半导体>
均匀吸收产生的颜色： 黑色 灰色 无色 白色
选择吸收产生的颜色： 观察到的颜色与吸收 光的颜色为互补。。
补色环
（3）对白光的吸收+反射与颜色 <金属导体>
吸收-均匀反射：钢灰 吸收-部分反射： 被观察到的颜色是反射光颜色。 银灰 银白等
（1）平行晶体结构中面网的间距最大的面网方向 石盐｛100｝ （2）平行晶体结构中电性中和的面网方向 闪锌矿｛110｝ （3）平行晶体结构中同号离子相邻的面网方向 萤石｛111｝ （4）平行晶体结构中化学键力强的的面网方向 石墨｛0001｝ 注意：用单形符号描述晶体解理方向和组数。
几种金属的反射光谱图
紫光的反射稍弱 银呈略带暖色(黄色)的银白色 铝几乎反射所有光，红端的反射
稍弱，铝呈银白色；
金呈金黄色； 铜与金的反射光谱似而不同，铜 呈铜红色； 铁均匀吸收所有的光, 银灰色
（4）晶体的自色和它色
自色：具有理论化学组分和结构之晶体的颜色。 本征性质 纯刚玉（Al2O3）无色透明 白色 纯硫化镉（CdS） 鲜黄色 它色：缺陷导致的颜色 例：少量过渡离子的类质同象使之呈色 刚玉 CrAl → 红色 红宝石 本课程，不再刻意指明晶体的自色和它色。 晶体是如何呈色的呢？
(3)能带呈色机理 半导体、绝缘体的带隙宽度(Eg)决定晶体的颜色 晶体吸收能量E＞Eg的所有可见光,透过E＜Eg的可见光。 例： 金刚石Eg=5.4eV，可见光的E＜5.4eV而全部透过 晶体，故金刚石无色透明。 硫镉矿Eg=2.6eV吸收紫光和部分蓝光,晶体呈鲜黄色。 Eg=2.0eV的辰砂只让红光透过，晶体呈鲜红色。
§7.1 晶体的光学性质
晶体的光学性质包括：颜色、折射、发光 7.1.1 晶体的颜色 1） 颜色的概念
颜色是电磁辐射作用于人眼视网膜上感色细胞
形成的刺激，视神经把这种刺激转化成为颜色感觉。
晶体的颜色是晶体的化学成分、结构与可见光
相互作用的结果。
(1) 可见光的颜色、波长、波数、能量
人的视觉能感受到的光的颜色所对应的波段为 可见光波段，其波长约在390nm～770nm之间，波长 由长至短依次显示红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等 色，它们的混合色就是白色。
当电子跃迁所吸收的能量等于某波长或某些波长 色光时，晶体就有可能呈现其补色光的颜色。。
d n 电子轨道在晶体场 中的简并与分裂
立方体场
四面体场
球形场
八面体场
四方畸变
三方畸变
红宝石(Al,Cr)2O3
祖母绿Be3(Al,Cr)2[Si6O18]
(2) 离子间的电荷转移
电子在相邻离子间跃迁,引起两种离子价态变化的过程。 蓝宝石含 0.1wt%±FeO 和 TiO2 ，紧邻的是 FeAl′ 和 TiAl˙ 。共面 八 面 体 中 Fe2+ － Ti4+ 距 离 =0.265nm ， 两 离 子 的 dz2 重 叠 , 导 致 Fe2++Ti4+ → Fe3++Ti3+，ΔE=2.11eV。 E=2.11eV 的光被组合 Fe2++Ti4+ 吸收，引起电荷转移，形成中 心为588nm的宽吸收带（光化学的氧化-还原作用）
黑辰砂的Eg=1.6eV<1.61eV（红光下限），吸收所有 色光，晶体呈黑色。
(4)色心呈色
由晶格缺陷产生的颜色。 如：石盐的Cl—离子空位→黄棕色。 钾盐的Cl—离子空位→紫色。
7.1.2 晶体的折射率（n） 表征光在晶体中的传播速度的参数叫折射率 ： n = υ真空/υ晶体 折射率是晶体的本征性质之一 晶体排列紧密，光线通过速度慢，n 就大。