光的吸收色散和散射课件.pptVIP

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第七章光的吸收、色散和散射光的吸收光的色散光的群速度光的散射

w多媒体光学主页网址whttp:///cui/

§9.1光的吸收w一、吸收的规律w光强不是很大时,被吸收的能量、即光强,与吸收体的厚度成正比。吸收系数Bougure定律(1729)或Lambert定律(1760)浓度对于溶液Beer定律(1852年)

二、关于复折射率介质中,电磁波的表达式可以写作如果将折射率写为复数形虚数指数表示平面波实数指数表示波的振幅随距离的衰减光强复折射率的虚部反映了由于介质对波的吸收而引起的衰减

三、吸收系数与波长的关系w普遍吸收:吸收系数与波长无关,吸收后所有成分的光强改变。w选择吸收:吸收系数与波长有关,只强烈地吸某些波长的光。w吸收光谱:白光(连续波长)入射后,被吸收的光显示为光谱中的暗线,与发射谱中的亮线对应,可作成分分析。w物体由于对光的吸收不同,而呈现出不同的颜色w发光体由于辐射波长范围的不同,也呈现出不同的颜色

吸收光谱光电探测器单色仪记录仪器入射光吸收体入射狭缝透射光出射狭缝白光样品暗线带状谱线状谱吸收带能级能带受激吸收

蓝宝石黄色刚玉白宝石红宝石

XYZ色度图三基色相加混合红+青=白红+绿=黄蓝+黄=白绿+蓝=青绿+品红=白彩色显示器显示单元红+蓝=品红红+绿+蓝=白

§9.2光的色散w光在媒质中的传播速度或折射率随波长改变,称为色散。不是由于衍射而引起。色散率色散规律

牛顿正交棱镜实验牛顿正交棱镜实验柯希公式

w正常色散的科希公式(经验公式)A,B,C是与材料有关的常数通常可以取前两项

反常色散吸收带在吸收带中,光不能通过,无法测折射率光的色散在这一区域的表现被称为反常色散

§9.3光的散射w光在不均匀媒质中产生散射。w介质中的带电粒子都对入射的光波进行散射w如果粒子均匀分布,则所有散射波叠加的结果,只剩下沿入射方向的光波。w所以,对于均匀分布的介质,不必计入散射。

散射的分类w悬浮质点的散射分子散射w散射定律w瑞利散射:当散射体的尺寸小于波长时,散射光强∝(1/λ)^4w米—德拜散射:散射体颗粒度远大于波长时,散射光强对波长的依赖性不强。

散射几率瑞利区米氏区0.010.1110100RayleighScatterMie-DebyeScatter

相速度与群速度w对于单色波,其速度指振动即位相传播的速度,称为相速度。w非单色波,合成形成波包。w波包表现了非单色波的群体特征。群速度w而非单色波,由于色散,不同波长成分具有不同的相速度。

波包的位相波包的速度,即群速度如果波长范围在k-Δk~k-Δk,合成的波00群速度

Rayleigh的群速度公式

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