第6章光的吸收散射和色散课件.pptVIP

* 第6章 光的吸收、散射和色散 光的吸收、散射和色散三种现象是由光和物质的相互作用引起的，其实质是由光和原子中的电子相互作用引起的，是不同物质的光学性质的主要表现. 6.1 光的吸收 6.1.1 一般吸收和选择吸收 任何一种物质对光的吸收都是由一般吸收和选择吸收组成. 一般吸收（普通吸收 general absorption ）： 除真空外，所有物质对任何波长的电磁波都只是在一定范围 内的透明。如石英对可见光几乎是透明的，但对红外线却是 不透明的。 对光吸收很少并在一定波段内都减弱同样强度的称为一般吸收. 选择吸收（selective absorption）： 一种物质对某些波长范围内的光呈现强烈的吸收称为选择吸收. 物质因选择吸收而显示颜色. 6.1 光的吸收 6.2.2 朗伯定律 光通过物质时,物体吸收的光能 转化称为热能.这种能量的转化 通过碰撞来实现. 朗伯定律的数学表达式: 比尔定律的数学表达式: C溶液的浓度 ; A一与浓度无光的常量 6.1 光的吸收 6.2.3 吸收光谱 吸收光谱 (absorption spectrum): 令具有连续光谱的光(白光)通过吸收介质后再经过光谱分析仪, 便可以看到某些波段的光或某些波长的光被吸收而消失形成 吸收光谱. 同一介质其发射光谱与吸收光谱有相当严格的对应关系,发射光谱 的亮线与吸收光谱的暗线具有一一对应的关系. 物体本身发射哪些波长的光,它就强烈吸收哪些波长的光. Link 6.2 光的散射 关于光的散射的一些基本概念 散射（scattering）: 若光遇到不均匀介质,其颗粒大小与光波长可以比拟时,这时光就 成球形散开,此时就不说是反射而是说散射,因这时已不能用反射 定律了. 6.2 光的散射 散射光的光强与散射光偏振性 电偶极辐射模型初步解析 6.2 光的散射 散射光的偏振性 6.2 光的散射 散射的类型 分子散射（molecular scattering）: 瑞利散射（Rayleigh scattering）: 米氏散射（Mie scattering）: 有时表面上看来纯净的介质中亦能看到散射光，如大气中气体 分子散射太阳光，使天空呈蔚蓝色. 线度小于波长的物体引起光散射所依据的定律是瑞利所研究得到 的.瑞利发现散射光强正比于驱动频率的四次方,与波长的四次方 成反比,即I∝γ4∝1/λ4,也称瑞利定律. 米氏发表了任何尺寸均匀球形粒子散射问题严格解,具有极大 实用价值,可以研究雾、云、日冕、胶体和金属悬浮液的散射. 6.2 光的色散 色散（dispersion）: 光在介质中的传播速度ν（或者说折射率n=c/ν）随波长λ而异 的现象,称为光的色散. 正常色散: (1)在可见光的范围内无色透明的物质,它们 的色散曲线形式上很相似 (2)n随λ的增加而单调下降,且下降率在短 波一端更大 (3)科西公式----经验公式: 式中A、B、C是与物质有关的常量,其数值 由实验数据来确定. 色散曲线 测量不同波长的光线通过棱镜材料的 折射率n与波长λ之间依赖关系曲线 link 6.2 光的色散 反常色散: “反常色散”的名称是历史上沿用下来的,其实反常色散是任何物质在吸收 线(或吸收带)附近所共有的现象,本来无所谓“正常”和“反常”. (1)图所示的是在可见光区域内透明的物质（如石英）在红外区域中的色散曲线. (2)在可见光区域内色散正常，曲线（PQ段）满足科西公式. (3)若向红外区域延伸，并接近吸收带时，色散曲线开始偏离科西公式（R点）. (4)过了吸收带，色散曲线（ST段）又恢复正常的形式，并满足科西公式，不过 式中的常量A、B、C等换为新的数值. link 6.2 光的色散 （1）在相邻两个吸收线（带）之间n单调下降，每次经过一个吸收线（带）， n急剧加大. （2）总的趋势是曲线随λ的增加而抬高,即各正常色散区所满足的科西公式中 常量A加大. （3）λ=0时,任何物质的折射率n都等于1,对于极短波（γ射线和硬X射线）, n略小于1,它表明这时从真空射向其外表面的电磁波可以发生全反射. 专题 彩虹(Rainbows) 专题 彩虹(Rainbows) 专题 彩虹(Rainbows) 专题 彩虹(Rainbows) 专题 彩虹(Rainbows) End 专题 彩虹(Rainbows) Please Kill The Rainbow Back Absorption spevtrum Back