物理光学 第六章_光的吸收、散射和色散2.pdf

第六章 光的吸收、散射和色散 第六章 光的吸收、散射和色散 第第六六章章 光光的的吸吸收收、、散散射射和和色色散散 主 要 内 容 主 要 内 容 主主 要要 内内 容容 6.1 电偶极辐射对反射、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、折射现象的解 释 1、电偶极子模型（理想模型） 用一组简谐振子来代替实际物质的分子，每一振子可认为 是一个电偶极子，由两个电量相等，符号相反的带电粒子 组成，电偶极子之间有准弹性力作用，能作简谐振动。 两种振子： 电子振子：核假定不参加运动，准弹力的中心。 分子振子：质量较大的一个粒子可认为不参加运动 电偶极子模型 2 2 4 1 µ e Aω 2 S= I= E = 0 sin θ 2 2 2 µ c 32π CR o 2、电偶极辐射对反射和折射现象的初步解释 解释1：各向同性均匀物质中的直线传播 解释2：反射与折射 解释3：布儒斯特定律 6.2 光的吸收 一般吸收：吸收很少，并且在某一给定波段内几乎是不变的； ——可见光（石英） 选择吸收：吸收很多，并且随波长而剧烈地变化。——红外光 （3.5～5.0µm） 任一物质对光的吸收都由这两种吸收组成。 一、朗 伯 定 律 • 光矢量 → 带电粒子受迫振动 → 为光矢提供的 → 粒子与其它原子或分子碰撞 → 振能 → 平动能 → 物体发热 → 光能变热能 dI = −α dx I a I dI l = −α ax ∫ a∫ I 0 0 I −α l I= I e a 0 稀溶液中,有 比尔定律 I= I e−Acl 0 二、吸 收 光 谱 • 连续光通过选择吸收的介质后，用用光计可看出，某些线 段或某些波长的光被吸收——吸收光谱。 下图为纳蒸汽的吸收光谱 6.3 光的散射 定义：当光通过光学性质不均匀的物质时，从侧向都可以看到光的现 象叫光的散射。 ⎧ 瑞利散射：线度 l λ / 10 线性 ⎨ ⎩ 米氏散射：线度 l λ 分类：