1、2019/7/5,1,第5章 光的吸收、散射和色散, 5.1 反射与折射的电偶极辐射模型, 5.2 光的吸收, 5.3 光的散射, 5.4 光的色散,2019/7/5,2, 5.2 光的吸收,5.2.1 一般吸收和选择吸收,一般吸收：吸收光能量很少，在一定波段内恒定。 选择吸收：吸收光能量很多，随波长强烈变化。,石英：对可见光为一般吸收，对红外光（3.5-5微米）选择吸收,5.2.2 朗伯定律,2019/7/5,3,玻璃：1大气压下，10-5cm-1,比尔定律：溶液的吸收系数,A为常数。确定溶液的浓度光谱分析,朗伯定律具有普适性,2019/7/5,4,5.2.3 吸收光谱,通过选择吸收的介质，
2、连续光谱中某些波长的光被吸收。,并非所有的发射光谱线系都能观察到吸收光谱。 对于Na，主线系出现在吸收光谱中。,气压增高，原子间相互作用增强，吸收光谱变得模糊。,应用：化学、国防、 气象等，原子含量 的变化定量分析。,大气窗口：透明度高的波段。红外遥感、导航、跟踪。 1-15微米有7个窗口。,2019/7/5,5, 5.3 光的散射,光的散射：光束通过不均匀物质，侧向可以看到光。,为散射系数,5.3.1 非均匀介质中散射的经典图像,浑浊物质：尘埃、烟雾、悬浮液、乳状液、毛玻璃等。,特点：线度较波长小，彼此距离比波长大，排列无规则。,振动无固定相位关系，次波不相干叠加。 各处没有消光，形成散射光
3、。,2019/7/5,6,5.3.2 散射和反射、漫射和衍射的区别,散射与反射、折射的区别： 次波发射中心的排列不同。 散射无规则。反射、折射有规则，物体线度大于波长。,反射定律：介质面是理想光滑平面。不规则区域的线度小于波长。,漫反射：实际镜面的不理想，许多小镜面的反射叠加。,衍射：个别不均匀区域（与波长可比拟）造成。 散射：大量不规则的非均匀小区域（线度小于波长）。,2019/7/5,7,5.3.3 瑞利散射,垂直观察：青蓝色 迎光观察：比较红,入射光f(), 散射光： f() -4 瑞利定律,瑞利散射：线度小于光的波长的微粒对光的散射。,散射光中短波占优势。直接通过的光少了短波成分，呈
4、红色。紫光散射是红光的10倍。,红光通过薄雾的能力强远距离照相、遥感技术,2019/7/5,8,5.3.5 分子散射,物质分子密度的涨落引起。,日出日落：太阳光线几乎平行于地平面。较短的光被 侧向散射，剩下红光。太阳呈红色，但天空为浅蓝色。,云块被太阳照射，呈红色（朝霞、晚霞）,正午：大气层最薄，散射不多，白色。,云雾的散射：米氏散射。与波长关系不大。呈白色。,应用：测定胶体溶液、浑浊介质、高分子物质的物理化学性质，微粒大小、速度、悬浮微粒密度等。,米氏散射: 较大微粒的散射，微粒线度与波长比拟。人工降雨,污染的空气：米氏散射。微粒越大，散射越强。对蓝、黄、绿等有强烈散射，看上去更红一些。,2
5、019/7/5,9, 5.4 光的色散,5.4.1 色散的特点,棱镜折射观察色散牛顿,角色散率：D=d/d,不同的物质，色散率不同；不同波长，色散率不同。 在衍射图样中，光谱线分离开来。,角色散率与折射率有关系,A为棱镜的折射角,2019/7/5,10,5.4.2 正常色散与反常色散,正常色散的色散曲线：,柯西方程,波长越短，n越大，dn/d越大，D越大。 对同一波长， n越大，dn/d越大。 不同物质色散曲线没有简单的相似关系。,1重火石玻璃 2轻火石玻璃 3 水晶 4 冕牌玻璃 5 萤石,反常色散,2019/7/5,11,存在反常色散，光被强烈吸收。,靠近吸收区，n变化很快，越过吸收区 大的一边折射率突然增大。,红外或紫外光谱中只要存在选择吸收，表现反常色散。,
