ch5-12光的吸收、色散和散射.pptx

光吸收：光波在介质中传播时，其强度随传播距离衰减的现象。;α：介质的吸收系数;I = I 0 e ? ACl;一般吸收：介质对某些波长范围光辐射的均匀吸收。;(1)吸收光谱;太阳光谱：较宽的连续光谱，其中99.9％的能量集中在红外、可见光及紫 外区。由于地球大气中臭氧、水汽和其他大气分子的强烈吸收，短于 295nm和大于2500nm波长的太阳辐射不能到达地面，故在地面上观 测的太阳辐射的波段范围大约为295～2500nm。;① 物质中杂质元素含量的定量分析：极少量混合物或化合物中原子含量 的变化在光谱吸收中将反映为吸收系数的很大变化，通过对其吸收光 谱的分析，可以定量确定出该元素的含量及变化规律。;色散：介质的折射率随波长（频率）不同而变化;λ;在选择吸收区，折射率随波长变; 一种介质的全部色散曲线 折射率在相邻两个选择吸收带之间随波长增大呈单调降； 每个选择吸收带处折射率发生突变，且长波一侧折射率急剧增大； 随着波长的增大，各吸收带之间的曲线抬高——科希公式中的A值增大； λ=0时，对于任何介质，n=1。波长较小时，如γ 射线和X射线，n1。;⑷ 色散现象的观察 ① 正常色散的观察——牛顿的交叉棱镜法;S;n = 1 +;n = 1 +;? 2;(3) 吸收的起因 经典的电偶极辐射模型：光波电场使介质中的带电粒子极化而作受迫 振动，一部分光能量转化为偶极振子的振动能量。若受迫振动的偶极 振子间不发生碰撞，则各自的振动能量将以次波（偶极辐射）的形式 发出，从而使总的光能量不受损失，即表现为介质透明而无吸收。若 受迫振动的偶极振子之间因发生碰撞，则有可能将部分振动能量转化 为振子的平动动能，因而次级辐射的光能量减少。 ~ = E0 exp(? k0 n′′z )exp[i(k0 n′z ? ωt )] 2;根据光学性质不均匀性质，散射可分为：;为什么天空是蓝的、旭日和夕阳是红的、而白云是白的？;I = I 0 e?α s l;由瑞利散射定律可以解释大气的散射现 象。由于散射光强度反比于波长的四次 方，故短波较长波更容易引起散射，而 长波比短波有较强的穿透力。 瑞利散射要求散射微粒的线度小于光??? 波长，当散射微粒的线度接近或大于光 波波长时，如高空中云层的散射，瑞利 散射定律将不再适用。;② 米氏散射 米氏散射：米氏根据电磁场方程计算了球形粒子的散射： (a)散射粒子的横向几何线度与入射光波长之比很小时（2πa/λ0.3），散 射光强与入射光波长的关系服从瑞利散射定律。 (b)当该比值较大时，散射光强与波长的依赖关系逐渐减弱，当该比值增大 到一定程度后，散射光强随该比值的增大出现起伏。这种起伏的幅度亦 随该比值的增大而逐渐减小。