物理光学之光的吸收、散射和色散.pptx

光的吸收、散射和色散 6.1 电偶极辐射对反射和折射现象的解释 6.2 光的吸收 6.3 光的散射 6.4 光的色散 6.5 色散的经典理论 6.1 电偶极辐射对反射和折射现象的解释 6.2 光的吸收 6.3 光的散射 6.4 光的色散 6.5 色散的经典理论 光的吸收、散射和色散都是光与物质的相互作用， 真空中无这些现象。 吸收——光能在媒质中转化为热量 散射——光向侧向传播 色散——在媒质中传播速度随频率变化 6.2 光的吸收 一般吸收——吸收比较弱，基本不随波长而变化。 选择吸收——吸收比较强，随波长发生急剧变化。 一、一般吸收和选择吸收 自然界的物质都具有选择吸收，理想的一般吸收不存在， 只能在一小段范围内。 ? I 一般吸收区域 选择吸收区域 二、朗伯定律 强度为I0 的平行光束进入厚度为l的均匀物质后，强度变为： ?—吸收系数，单位cm-1 ——朗伯定律 化学上： C—溶液浓度 A —与溶质性质有关 1.与媒质有关 2.与波长有关——一般吸收区域?小，基本不变 选择吸收区域?大，随波长急剧变化 三、吸收光谱 朗伯定律是吸收光谱的基本原理。入射的有连续波长分布 的光，透过物质后，在选择吸收区域，在有些波长范围被 强烈吸收，形成吸收光谱 反映原子、分子结构特征——原子光谱、红外光谱 大气窗口——空间遥感探测、气象等研究 6.3 光的散射 光的散射——光束通过光学性质不均匀的物质时， 向侧向传播的现象。 原传播方向上的光强： ?a——吸收系数， ?s——散射系数 一、非均匀介质中的散射 微粒散射 折射率不同，无规则排列， 尺度小于波长，彼此间距离 大于波长。 分子散射 物质分子不规则聚集 二、散射和反射、漫射和衍射现象的区别 反射——理想界面，物体线度远大于波长。 漫射——非理想界面，可看成许多无规小镜面， 向各方向反射。 衍射——个别不均匀区域造成的，线度可与光的 波长相比拟。 散射——大量，无规则排列，不均匀小区域集合造成的， 线度可比光的波长小，且小区域间发生不相干 叠加。 三、瑞利散射 瑞利散射——线度小于光的波长的微粒对入射光 的散射现象。 散射光强度： ——瑞利定律 现象：晴朗天空呈兰色 太阳早晚红、中午白 为什么用红色信号灯 云由小水滴组成，颗粒较大，散射与波长关系不大，则呈白色 6.4 光的色散 色散 ——n(?)随光频率?变化。 一、科希色散公式 ——经验公式 A, B, C 为正的常量，它们与材料的性质有关。 二、正常色散和反常色散 正常色散区域—遵循科希色散公式， 反常色散区域—不遵循科希色散公式， （一般吸收区域） （选择吸收区域） 三、散射光的强度分布 （入射光强2I0） 入射光方向 散射光方向