光的吸收散射和色散.ppt

主要内容
一. 电偶极辐射对反射、折射现象的解释
二. 光的吸收
三. 光的散射
四. 光的色散
五. 色散的经典理论
一、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:
原子内部电荷的运动(电子振子):核假定不参加运动,准弹力的中心。
分子或原子电荷的振动和整个分子的转动(分子振子):质量较大的一个粒子可认为不参加运动
总说明:光通过物质,各分子将依次按入射光到达该分子时的位相作受迫振动,在一分了的不同部分,入射光的位相差忽略不计。各分子受迫振动,依次发出电磁波,所有这些次波保持一定位相关系(同惠一原理中次波)
说明1:各向同性均匀物质中的直线传播
所有分子振子在各方向有相同的固说明2:反射与折射
电射与折射是由于两种介质界面上分子性质的不连续性所引起,用同样模型可解释。
说明3:希儒斯特定律
二光的吸收
①一般吸收: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)
②选择吸收:吸收很多,并且随波长而剧烈地变化。——红外光(~µm)
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
从能量观点:朗伯提出假设:光在同一吸收物质内,
通过同一距离时,到达该处的光能量中将有同样百分
比的能量被该层物质吸收。
比尔定律,淡溶液不成立,浓度大,分子间相互作用不可忽略,在比尔定律
成立下,由光在溶液中被吸收的程度,决定溶液的浓度——吸收光谱分析
的原理。
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。
§3 光的散射
当光通过光学性质不均匀的物质时,从侧向都可以看到光,这现象叫光的散射。
一、非均匀介质中的散射
光学性质的不均匀:(1)均匀物质中散希看折射率与它不同的其它
物质的大量微粒;(2)物质本身的组成部分(粒子)不规律的聚集。
例:尘埃、烟、雾、悬浮液、乳状液、毛玻璃等。
特征:杂质微料的线度一般小于光波长,相互间距大于波长,排列毫
无规则,在光照下的振动无固定位相关系,任何点可看到它们发
出次波的迭加,不相消,形成散射光。
二、散射和反射,漫射和衍射的区别
、反射及折射的区别——“次波”发射中心排列的不同
散射时无规则,而后者有规则。:——次波中心的排列仍有某些不同的方向性
: 衍射:因个别的不均匀区域(孔、缝、小障碍等)所形成的,不均匀区域范围大小≈。 散射:大量排列不规则的非均匀小“区域”的集合所形成的,非均匀小区域的线度<。
三、瑞利散射
1. 瑞利散射: < 的微粒对入射光的散射现象。2. 瑞利定律:散射光强度与波长的四次方成反比, 即: I=f () -4
f ()——光源中强度按波长的分布函数:红光散射弱、穿透力强(信号旗、信号灯)→红外线(遥感等)