第6章光的吸收、散射.

6.4 光的色散
一、科希色散公式
色散 ——n()随光频率变化。
n A
B

2

C

4
——经验公式
A, B, C 为正的常量，它们与材料的性质有关。
二、正常色散和反常色散
dn 0 （一般吸收区域） 正常色散区域—遵循科希色散公式， d dn 反常色散区域—不遵循科希色散公式， 0 （选择吸收区域） d
n
I
反常 区


三、散射光的强度分布
I I 0 1 cos2
（入射光强2I0）

入射光方向
散射光方向
自然界的物质都具有选择吸收，理想的一般吸收不存在， 只能在一小段范围内。 一般吸收区域 I 选择吸收区域

二、朗伯定律
强度为I0 的平行光束进入厚度为l的均匀物质后， 强度变为：
—吸收系数，单位cm-1
1.与媒质有关
I I 0e l ——朗伯定律
I0
I
2.与波长有关——一般吸收区域小，基本不变 选择吸收区域大，随波长急剧变化 化学上： I I e A C l 0 C—溶液浓度 A —与溶质性质有关
衍射——个别不均匀区域造成的，线度可与光的 波长相比拟。
散射——大量，无规则排列，不均匀小区域集合造成的， 线度可比光的波长小，且小区域间发生不相干 叠加。
三、瑞利散射
瑞利散射——线度小于光的波长的微粒对入射光 的散射现象。
散射光强度：
I
1

4
——瑞利定律
现象：晴朗天空呈兰色 太阳早晚红、中午白 为什么用红色信号灯 云由小水滴组成，颗粒较大，散射与波长关系不大，则呈白色
I I 0e
a s l
I 0e
l
原传播方向上的光强：
a——吸收系数，
微粒散射
s——散射系数
分子散射
物质分子不规则聚集
折射率不同，无规则排列， 尺度小于波长，彼此间距离 大于波长。
二、散射和反射、漫射和衍射现象的区别
反射——理想界面，物体线度远大于波长。 漫射——非理想界面，可看成许多无规小镜面， 向各方向反射。
第六章 光的吸收、散射和色散
光的吸收、散射和色散都是光与物质的相互作用， 真空中无这些现象。
吸收——光能在媒质中转化为热量 散射——光向侧向传播 色散——在媒质中传播速度随频率变化
6.2 光的吸收
一、一般吸收和选择吸收
一般吸收——吸收比较弱，基本不随波长而变化。 选择吸收——吸收比较强，随波长发生急剧变化。
l
三、吸收光谱
朗伯定律是吸收光源自文库的基本原理。入射的有连续波长分布 的光，透过物质后，在选择吸收区域，在有些波长范围被 强烈吸收，形成吸收光谱 反映原子、分子结构特征——原子光谱、红外光谱 大气窗口——空间遥感探测、气象等研究
6.3 光的散射
一、非均匀介质中的散射
光的散射——光束通过光学性质不均匀的物质时， 向侧向传播的现象。