信息记录材料教案1文档格式.docx
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教学目的
与要求
通过教学，使学生了解信息记录材料的现状，知道信息记录材料发展史，掌握其演变。
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重点与难点
重点：
信息记录材料的现状
难点：
信息媒体演变
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演示实验、教具、挂图准备
多媒体
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作业及其它
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教参资料
名称、页次
教材：
印刷概论（第二版），刘真，印刷工业出版社，2008
参考教材：
印刷工程导论，徐锦林，化学工业出版社
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教学过程
及内容
见附页
引语：
印刷中国古代五大发明之一，它是伴随着中华文明的发展而发展的。
本节课开始学习印刷的相关知识。
第1章绪论
第1节信息记录技术的发展
一、照相术的发展历程
1816年法国的尼普斯进行历史上最早的照相实验
1822年经历8小时曝光复制倒影
1824年照下世界上第一张照片
1824年提出“显影”这一概念
1837年法国达盖尔
1839年由政府公开于世
1834年英国塔尔波特认识并利用曝光后生成潜影
“正—负”体系原理一直沿用至今
1847年蛋白法
1851年珂罗版
1871年明胶——溴化银
1873年发现光谱增感
1861年麦克斯韦滤色片
1869年杜·
赫洛彩色网格法
1873年海尔曼·
沃格尔染料法
1907年柏松柱镜法
1921年柯达彩色反转片
1942年油溶性成色剂
二、记录材料的发展历程
非银盐银盐非银盐磁记录光存储技术
三、感光科学发展史上的几件大事
1.特性曲线
2.硫增感
3.葛尼—马特理论
4.金增感
5.T颗粒与双重结构颗粒
第一次高潮1830年
1831年达盖尔发明了银版照相
1834年塔尔波特发明了相纸和负、正片体系，发现了潜影及显影
第二次高潮19世纪70年代
1871年麦道克斯发明了明胶干版
1873年沃格尔和德里费尔德发现了感光特性曲线
第三次高潮20世纪30年代左右
1925年谢巴德发现硫增感
1938年葛尼——马特理论出现
1936年柯兹洛夫斯基发明金增感
第四次高潮20世纪80年代
T颗粒制备技术与双重结构微晶制备技术、多重结构制备技术
第二节信息记录技术的科学基础
一、光化学基本过程
（一）光化学反应
光化学第一定律（Grotthus-Drapper定律）指出：
只有被吸收的光才能导致光化学反应。
M+hv→M*（光的吸收，光物理过程）
基态分子光子激发态分子
光化学反应的机理如下：
P+X→Y（热化学过程次级过程）
光化学反应和热化学反应的主要区别有：
1．光化学反应的引发主要是由于光的吸收；
而热化学反应则主要是热引发。
2．光化学反应是激发态分子的反应，而热化学反应则是基态分子的反应。
3．由于吸收光子的结果，光化学反应中激发态分子具有高的内能，因而对反应产物存在较大的选择性，产生热力学优惠产物远比从基态分子产生来得容易。
4．激发态分子反应的活化能一般较低，通常小于30kJ．Mol-1（7kcal·
mol-1），因而光化学反应有很大的速度，在各反应步骤之间很难达到热平衡。
其反应速度受温度影响远比热化学反应速度受温度的影响要小。
（二）基本原理
1.激发与去激
转动激发转动能量
振动激发振动激发态
电子激发电子激发态。
一个分子具有许多电子态，其中之一是基态，其它各电子态都称为电子激发态。
单线态，即全部电子都已配对。
一种是两个电子自旋成对的，称为激发单线态，另一种是自旋不成对的，称为激发三线态。
光的吸收是一个量子现象，即一个分子吸收一个光于的能量而发生电子跃迁。
所吸收的光子，其能量E跟光的频率v成正比，表示为
式中，h为普朗克（Planck）常数，c为光速，
λ为波长，为波数。
如，波长为200nm的光子，其能量为
而1mol光子的能量则为
式中，NA为阿佛加德罗（Avogadro）常数。
Ia=I0-It
Ia=I0（1-10-εcl）
2.内部转换和系间窜跃
激发发生之后，，激发态有几种主要的去激过程。
其中一种是无辐射衰变过程，包括内部转变和系间窜跃。
不同多重度的态之间的无辐射跃迁称为系间窜跃。
系间窜跃记为ISC（intersystemcrossing）。
系间窜跃也是等能过程，紧接着也经由振动弛豫到达低振动能态。
影响内部转变和系间窜跃过程速率的两个主要因素：
一是能隙大小，另一是自旋守恒。
SmSn或TmTn
SlS0
3.荧光和磷光
Franck—Condon原理指出，由于电子跃迁是一个极为快速的过程，可以认为原子核间距没有什么变化。
因此，如果我们从基态势能曲线的最低振动能级画一垂线，与激发态势能曲线相交，这相交点表示到该振动能级的电子跃迁的可能性为最大，至其他各振动能级的跃迁虽也有可能，但可能性较小。
二、光化学反应的类型
（一）有机分子的电子跃迁与激发态
有机分子的电子跃迁分类为σ（成键）、σ*（反键）π、（成键）π*（反键），以及n（孤对、非键）轨道的跃迁。
可发生n→π*,或π→π*、n→σ*跃迁，分别到达（n，π*）态、（π，π*）态、（n，σ*）态等激发态。
π→π*跃迁
单线态π→π*跃迁
（π→π*）s
三线态π→π*跃迁
（π→π*）t
3、分子内电荷转移跃迁
若电子给予体（D）和接受体（A）二者连在一个π—电子体系上，其受激跃迁是几种不同的单电子激发型式的复合，不能按一般的单电子激发型式来考虑。
Porter把这类跃迁称为电荷转移跃迁（CT）。
以DRA（D，给予体；
R，发色团；
A，接受体）代表的分子，激发时可能的单电子跃迁型式包含：
D+R-AD+RA-DR+A-DR·
A
（二）光化学反应的分类
1、光分解反应
2、光异构化反应
某些分子在光照下，发生顺、反几何结构的变化，而分子组成不变，是一种光异构化反应，它也是一种单分子反应过程，最普遍的类型是乙烯型双键分子的顺、反异构化反应，
3、光加成反应
（1）双分子反应过程
M+hv→M*
M*+N→（MN）*
（MN）*→MN
（2）生成自由基的反应
（3）
3、光氧化反应
4、光还原反应
光还原是指一个氢原子或一个电子对一个分子的光加成反应。
一个分子与氢的加成作用，必然伴随着另一个分子的脱氢过程，因而又称夺氢反应。
5、光聚合反应
由于光的作用引起单体小分子聚合而成大分子的反应称为光聚合反应。
[步骤一]敏化剂（S）吸收300—700nm波长范围的光辐射，转而使引发剂（Ｉ）形成激发态，或引发剂有效地吸收光辐射而直接被激发：
S+hvS*
S*＋II*或I+hvI*
[步骤二]被激发的引发剂分子分解成两个自由基：
Ｉ* Ｒ′·
＋Ｒ″·
或Ｉ＋ＲＨ ＨＩ·
+Ｒ·
[步骤三]一旦形成了引发自由基，单体小分子（M）就通过放热的聚合反应而增长成大分子，如下式：
Ｒ·
＋ｎＭ ＲＭ·
＋（ｎ－１）Ｍ（引发作用）
ＲＭ·
＋（ｎ－１）ＭＲＭ２·
＋（n-2）Ｍ（增长）
ＲＭ２·
＋（ｎ－２）Ｍ ＲＭ３·
＋（ｎ－３）Ｍ（增长）
ＲＭｍ·
＋（ｎ－ｍ）Ｍ（增长）
[步骤四]当两个链通过偶合作用或由于歧化作用而相互加氢和脱氢反应时，导致活性自由基的消失，则链的增长终止。
如下式：
２ＲＭｍ·
ＲＭｍ·
－ＭｍＲ（偶合）
＋Ｒ′Ｈ ＲＭｍＨ＋Ｒ′·
（链传递，Ｒ′·
为非活性自由基，迅速形成非活性产物而终止反应）
同样，在链增长阶段中，如有氧分子或其他抑制剂的存在，使自由基消失而终止聚合反应；
＋Ｏ２ Ｒ－Ｍｍ－Ｏ－Ｏ·
（非活性的）
＋抑制剂 非活性产物
6、聚合物的光降解反应
7、聚合物的光交联反应
聚合物在光的照射下，或同时有交联剂、敏化剂参加作用下，分子链间以共价键或配位键相结合，形成网状三维结构的大分子，这类反应被称为聚合物的光交联反应。
小结：
本节课主要学习了印刷的发展概况。
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