六章光的吸收散射和0ppt課件

1、第六章第六章 光的吸收、散射和色散6.16.1 電偶極輻射對反射和折射現(xiàn)象的解釋電偶極輻射對反射和折射現(xiàn)象的解釋6.26.2 光的吸收光的吸收6.36.3 光的散射光的散射6.46.4 光的色散光的色散6.56.5 色散的經(jīng)典理論色散的經(jīng)典理論 6.1 電偶極輻射對反射和折射現(xiàn)象的解釋電偶極輻射對反射和折射現(xiàn)象的解釋 6.2 光的吸收光的吸收 6.3 光的散射光的散射 6.4 光的色散光的色散 6.5 色散的經(jīng)典理論色散的經(jīng)典理論光的吸收、散射和色散都是光與物質(zhì)的相互作用，光的吸收、散射和色散都是光與物質(zhì)的相互作用，真空中無這些現(xiàn)象。真空中無這些現(xiàn)象。吸收吸收光能在媒質(zhì)中轉(zhuǎn)化為熱量光能在媒質(zhì)中

2、轉(zhuǎn)化為熱量散射散射光向側(cè)向傳播光向側(cè)向傳播色散色散在媒質(zhì)中傳播速度隨頻率變化在媒質(zhì)中傳播速度隨頻率變化6.26.2 光的吸收光的吸收一般吸收一般吸收吸收比較弱，基本不隨波長而變化。吸收比較弱，基本不隨波長而變化。選擇吸收選擇吸收吸收比較強(qiáng)，隨波長發(fā)生急劇變化。吸收比較強(qiáng)，隨波長發(fā)生急劇變化。一、一、一般吸收和選擇吸收一般吸收和選擇吸收自然界的物質(zhì)都具有自然界的物質(zhì)都具有選擇吸收，理想的一般吸收不存在，選擇吸收，理想的一般吸收不存在，只能在一小段范圍內(nèi)。只能在一小段范圍內(nèi)。 i一般吸收區(qū)域一般吸收區(qū)域選擇吸收區(qū)域選擇吸收區(qū)域二、二、朗伯定律朗伯定律強(qiáng)度為強(qiáng)度為i i0 0 的平行光束進(jìn)入厚度為的

3、平行光束進(jìn)入厚度為l l的均勻物質(zhì)后，的均勻物質(zhì)后，強(qiáng)度變?yōu)椋簭?qiáng)度變?yōu)椋?吸收系數(shù)，單位吸收系數(shù)，單位cmcm-1-1朗伯定律朗伯定律化學(xué)上：化學(xué)上：lcaeii0c c溶液濃度溶液濃度a a 與溶質(zhì)性質(zhì)有關(guān)與溶質(zhì)性質(zhì)有關(guān)leii0i i0 0l li1.與媒質(zhì)有關(guān)與媒質(zhì)有關(guān)2.與波長有關(guān)與波長有關(guān)一般吸收區(qū)域一般吸收區(qū)域 小，基本不變小，基本不變 選擇吸收區(qū)域選擇吸收區(qū)域 大，大，隨波長急劇變化隨波長急劇變化三、三、吸收光譜吸收光譜朗伯定律是吸收光譜的基本原理。入射的有連續(xù)波長分布朗伯定律是吸收光譜的基本原理。入射的有連續(xù)波長分布的光，透過物質(zhì)后，在選擇吸收區(qū)域，在有些波長范圍被的光，透過物

4、質(zhì)后，在選擇吸收區(qū)域，在有些波長范圍被強(qiáng)烈吸收，形成強(qiáng)烈吸收，形成吸收光譜吸收光譜反映原子、分子結(jié)構(gòu)特征反映原子、分子結(jié)構(gòu)特征原子光譜、紅外光譜原子光譜、紅外光譜6.36.3 光的散射光的散射光的散射光的散射光束通過光學(xué)性質(zhì)不均勻的物質(zhì)時，光束通過光學(xué)性質(zhì)不均勻的物質(zhì)時， 向側(cè)向傳播的現(xiàn)象。向側(cè)向傳播的現(xiàn)象。原傳播方向上的光強(qiáng)：原傳播方向上的光強(qiáng)：lleieiisa00 a a吸收系數(shù)，吸收系數(shù)， s s散射系數(shù)散射系數(shù)一、一、非均勻介質(zhì)中的散射非均勻介質(zhì)中的散射微粒微粒散射散射折射率不同，無規(guī)則排列，折射率不同，無規(guī)則排列，尺度小于波長，彼此間距離尺度小于波長，彼此間距離大于波長。大于波長。

5、分子分子散射散射物質(zhì)分子不規(guī)則聚集物質(zhì)分子不規(guī)則聚集二、二、散射和反射、漫射和衍射現(xiàn)象的區(qū)別散射和反射、漫射和衍射現(xiàn)象的區(qū)別反射反射理想界面，物體線度遠(yuǎn)大于波長。理想界面，物體線度遠(yuǎn)大于波長。漫射漫射非理想界面，可看成許多無規(guī)小鏡面，非理想界面，可看成許多無規(guī)小鏡面， 向各方向反射。向各方向反射。衍射衍射個別不均勻區(qū)域造成的，線度可與光的個別不均勻區(qū)域造成的，線度可與光的 波長相比擬。波長相比擬。散射散射大量，無規(guī)則排列，不均勻小區(qū)域集合造成的，大量，無規(guī)則排列，不均勻小區(qū)域集合造成的， 線度可比光的波長小，且小區(qū)域間發(fā)生不相干線度可比光的波長小，且小區(qū)域間發(fā)生不相干 疊加。疊加。三、三、瑞利

6、散射瑞利散射瑞利散射瑞利散射線度小于光的波長的微粒對入射光線度小于光的波長的微粒對入射光 的散射現(xiàn)象。的散射現(xiàn)象。41i散射光強(qiáng)度：散射光強(qiáng)度：瑞利定律瑞利定律現(xiàn)象：晴朗天空呈蘭色現(xiàn)象：晴朗天空呈蘭色太陽早晚紅、中午白太陽早晚紅、中午白為什么用紅色信號燈為什么用紅色信號燈云由小水滴組成，顆粒較大，散射與波長關(guān)系不大，則呈白色云由小水滴組成，顆粒較大，散射與波長關(guān)系不大，則呈白色6.46.4 光的色散光的色散色散色散n(n( ) )隨光頻率隨光頻率 變化。變化。一、一、科希色散公式科希色散公式42cban經(jīng)驗公式經(jīng)驗公式a, b, c a, b, c 為正的常量，它們與材料的性質(zhì)有關(guān)。為正的常量，它們與材料的性質(zhì)有關(guān)。反常反常區(qū)區(qū) n i二、二、正常色散和反常色散正常色散和反常色散正常色散區(qū)域正常色散區(qū)域遵循科希色散公式，遵循科希色散公式，0ddn反常色散區(qū)域反常色散區(qū)域不遵循科希色散公式，不遵循科希色散公式，0ddn