光吸收与散射

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 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,多媒体光学主页网址,http:/,/cui/,9.1,光的吸收,一、吸收的规律,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),对于溶液,浓度,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,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。,选择吸收：吸收系数与波长有关，只强烈地吸某些波长的光。,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。,物体由于对光的吸收不同，而呈现出不同的颜色,发光体由于辐射波长范围的不同，也呈现出不同的颜色,单色仪,入射光（白光）,吸收体（样品）,透射光,入射狭缝,出射狭缝,光电探测器,记录仪器,吸收光谱,暗线,能级,受激吸收,能带,带状谱,线状谱,吸收带,刚玉,红宝石,蓝宝石,黄色,白宝石,三基色,相加混合,红青白 红绿黄,蓝黄白 绿蓝青,绿品红白,红蓝品红,红绿蓝白,彩色显示器显示单元,XYZ,色度图,9.2,光的色散,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,柯希公式,牛顿正交棱镜实验,正常色散的科希公式（经验公式）,通常可以取前两项,A,，,B,，,C,是与材料有关的常数,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,反常色散,9.3,光的散射,光在不均匀媒质中产生散射。,介质中的带电粒子都对入射的光波进行散射,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。,所以，对于均匀分布的介质，不必计入散射。,散射的分类,悬浮质点的散射分子散射,散射定律,瑞利散射：当散射体的尺寸小于波长时，散射光强,(1/)4,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。,瑞利区,米氏区,散射几率,0.01,0.1,1,10,100,Rayleigh,Scatter,Mie-Debye,Scatter,相速度与群速度,对于单色波，其速度指振动即位相传播的速度，称为相速度。,而非单色波，由于色散，不同波长成分具有不同的相速度。,非单色波，合成形成波包。,波包表现了非单色波的群体特征。,群速度,波包的位相,波包的速度，即群速度,如果波长范围在,k,0,-k k,0,-k,，合成的波,群速度,Rayleigh,的群速度公式,