光化學(xué)一章教材

1、b理想黑體可吸收照射其上的全部能量，而與入射光波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。b基爾霍夫定律：一個(gè)好的吸收體也是一個(gè)好的發(fā)射體。b理想的黑體輻射源可由一大的球行腔做成，內(nèi)壁是黑的，可吸收可見(jiàn)和不可見(jiàn)光區(qū)的全部輻射，輻射由腔壁上的一個(gè)小洞發(fā)射出來(lái)。b實(shí)驗(yàn)用黑體都是近似模擬的。一個(gè)可加熱的爐子，爐腔內(nèi)再放一個(gè)帶小孔的耐熱空心殼，爐子加熱，空心殼通過(guò)小孔發(fā)射能量。輻射能量分布與爐溫度有關(guān)。b經(jīng)典物理的研究結(jié)果：W= T4 ， maxT=2.897810-3 米開(kāi)b能量量子化 ：普朗克假設(shè)一個(gè)原子諧振子只能吸收或發(fā)射不連續(xù) 的 一 份 一 份 的 能 量 ， 揭 示 了 能 量 量 子 化 ，h=(6.62560.0005

2、)10-34焦耳秒b赫茲發(fā)現(xiàn)光電子發(fā)射后，經(jīng)典電磁理論無(wú)法解釋：發(fā)射的光電子數(shù)與入射光強(qiáng)成比例，但光電子動(dòng)能與入射光強(qiáng)無(wú)關(guān)，僅與入射光的頻率成正比。b1905年愛(ài)因斯坦發(fā)展了普朗克的量子論，指出輻射場(chǎng)也是量子化的，它的吸收量也只能以量子h(光子)來(lái)進(jìn)行，并由此給出了光電效應(yīng)方程。b研究慧星時(shí)就提出了光輻射應(yīng)當(dāng)給被照物一定的壓力-光壓。b后經(jīng)麥克斯韋、列別捷夫和蓋拉赫等發(fā)展，指出光子不僅有能量也有動(dòng)量，它是物質(zhì)的一種形式。b經(jīng)典物理指出：由電偶極子振動(dòng)所產(chǎn)生的光輻射是線偏振光或稱平面偏振光，其中光的電場(chǎng)強(qiáng)度和符號(hào)隨時(shí)間而改變，但電場(chǎng)的方向卻不變。b實(shí)際光源的電矢量永遠(yuǎn)垂直于光的傳播方向，但取向隨

3、時(shí)間是無(wú)規(guī)則變化的。自然光、太陽(yáng)輻射、各種非相干輻射源所產(chǎn)生的光都是這樣的。b起偏過(guò)程：使光束產(chǎn)生某種行式的不對(duì)稱性并選擇某種偏振態(tài)。b起偏器：起偏器都是基于二向色性（或選擇吸收）、反射、散射及雙折射四種物理機(jī)制之一而產(chǎn)生起偏作用的。b由紅外線經(jīng)過(guò)可見(jiàn)光到紫外線這一頻段將為光學(xué)光譜區(qū)，它僅是寬廣的電磁波譜的一個(gè)小頻段。電磁波譜b紅外線頻率范圍31011Hz41014Hz。任何物質(zhì)都可以吸收和輻射紅外線。b可見(jiàn)光譜范圍3.841014-7.69 1014 H。可見(jiàn)光一般由原子和分子中的外層電子重新排列而產(chǎn)生，植物光學(xué)作用、生物視覺(jué)都是利用了可見(jiàn)光。b紫外線波段范圍81014-31017Hz (光

4、子能量3.2ev-1.2103ev)。光子能量與許多化學(xué)反應(yīng)的能量在同一量級(jí)，大氣中的臭氧吸收掉太陽(yáng)的小于3000的紫外輻射。電磁波譜其它頻段光的性質(zhì)b射頻波段高頻端用于電視和無(wú)線電廣播。b微波由原子內(nèi)層電子躍產(chǎn)生（30 cm-1mm）可以穿透大氣。b高頻段包括了X射線、射線等b波數(shù)：每厘米長(zhǎng)度內(nèi)波的數(shù)目稱波數(shù)。b電子伏特：一個(gè)電子伏特表示一個(gè)電子在一伏特電位降的場(chǎng)中所獲能量。b1 ev=8066cm-123kcalm-197kJmol-1b1光子/秒=12389.52/ 電子伏特，其中波長(zhǎng)的單位為電子伏特。b光化學(xué)研究中光既是能量的來(lái)源，也是研究光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的信息源。b光源可分為兩大類：

5、非相干輻射源和相干輻射源。b非相干輻射源：黑體、太陽(yáng)、白熾燈、普通的氣體放電燈、脈沖閃光燈等。b相干輻射源：各類連續(xù)工作和脈沖工作的激光器。b各種非相干光源所輻射的都不是單色光。b屬熱輻射類型的黑體、太陽(yáng)、白熾燈都具有連續(xù)光譜。氣體放電燈可提供能量基本集中在某幾個(gè)置帶或譜線區(qū)的光。主要有高壓汞燈，低壓汞燈，脈沖式高壓氙燈（用于光解反應(yīng)或作為激光的光泵）。b參看書本第20頁(yè)b高單色性。b脈沖寬度可以很窄，適合于時(shí)間分辨b短脈沖可產(chǎn)生高峰值功率。b光束面積小，峰值光強(qiáng)可很高。b高方向性。b空間相干性。b提供真空紫外光。b真空紫外光可以引發(fā)高能過(guò)程，包括高激發(fā)態(tài)和光電離過(guò)程。b在光源的前面加各種濾光

6、片、干涉濾光片、使用有光柵單色儀的分光儀器等。b太多數(shù)實(shí)驗(yàn)室采用相對(duì)的測(cè)量方法，這時(shí)用已知能量光譜分布的標(biāo)準(zhǔn)燈。b物理方法：用光輻射探測(cè)器，常用的有熱探測(cè)器（如真空熱電堆）、光電池、光電倍增管（光陽(yáng)極表面具有選擇吸收特性）。b化學(xué)方法：使用化學(xué)露光劑，常用草酸鐵鉀 K3Fe(C2O4)3 3H2O 和草酸雙氧鈾。b熱堆：測(cè)前后結(jié)點(diǎn)間產(chǎn)生的電熱差并與溫度對(duì)應(yīng)。缺點(diǎn)為對(duì)室溫有很大的敏感性。b光電池：容易帶來(lái)噪聲問(wèn)題。b光電倍增管：適合弱光的檢測(cè)（PMT）b光源發(fā)出的光經(jīng)聚焦、濾光、穿過(guò)反應(yīng)裝置后由熱堆、光電池等檢測(cè)反應(yīng)器中的吸光度。b光化學(xué)中間體包括：原子、自由基和離子等因光體而產(chǎn)生的碎片等物種；這些碎片的激發(fā)態(tài)；吸光物質(zhì)產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)以及它參與的熒光、磷光及無(wú)輻射躍遷等過(guò)程。b光學(xué)光譜技