电磁波谱与光辐射要点

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1.电磁波谱与光辐射知识点

1.电磁波谱与光辐射知识点
光辐射、发光源与光传播基本定律 知识点
1.1. 电磁波谱与光辐射 电磁波的基本特性 1.2. 辐射度学与光度学基本知识 辐射能、辐射通量、辐射出射度、辐射强度、辐射 亮度、辐射照度的概念、单位、意义 单色辐射出射度 余弦辐射体 余弦辐射体的亮度和辐 射出射度光量、光通量、光出射度、发光强度、光亮度、 光照度的概念、单位、意义 光度量和辐射度量之间的关系 单色光视效能 最大单 色光视效能 单色光视效率函数
(4)都是非相干光。
3、激光器的基本结构包括三部分,
即 工作物质 , 激励能源 ,和 光学谐振腔 。 4、产生激光的必要条件是 激光的三个主要特点是 方向性好,单色性好(相干性好),光强大(亮度高) 。 粒子数反转分布 ,
5、受激辐射时,辐射光和照射光具有完全相同的特 性,这些特性是指

相位,频率,偏振态,传播方向 。
1.3. 热辐射基本定律
黑体 基尔霍夫辐射定律 普朗克公式反映的物理规律
1.4 激光原理 激光器的基本结构 产生激光的必要条件 谐振腔的作用 激光的横模和纵模
1.5 典型激光器 典型激光器及其特点、应用 红宝石激光器的系统结构、能级结构、原理 半导体激光器、半导体发光二极管的特点 1.6 光频电磁波的基本理论和定律 相速度、群速度及其关系
练习
1、在激光器中利用光学谐振腔 (1)可以提高激光束的方向性,而不能提高其单色性。 (2)可以提高激光束的单色性,而不能提高其方向性。 (3)可以同时提高激光束的方向性和单色性。 答案:(3) (4)不能提高激光束的方向性,也不能提高其单色性。 2、原子可以通过自发辐射和受激辐射的方式发光,它们所 发出的光的特点是 (1)前者是相干光,后者是非相干光。 (2)前者是非相干光,后者是相干光。 (3)都是相干光。 答案:(2)

光谱基础知识

光谱基础知识
得: = hc/E =6.62610-34Js31010 cms-1/3.37510-19J =5.8910-5cm =589 nm
2. 电磁波谱
将各种电磁辐射按照波长或频率的大 小顺序排列起来即称为电磁波谱。
各波谱区所具有的能量不同,其产生 的机理也各不相同。
光谱的定义 广义:各种电磁波辐射都叫做光谱。
外形: 线状 带状 连续
电磁波辐射的本质:原子光谱和分子光谱
a. 吸收光谱 当电磁辐射通过某些物质时,物质的原
子或分子吸收与其能级跃迁相对应的能量, 由基态或低能态跃迁到较高的能态,这种基 于物质对辐射能的选择性吸收而得到的原子 或分子光谱为吸收光谱。
能层理论:能层(英语:Energy level)理论是一种解释原子核外电子运动轨道的一种理论。它认为电子只 能在特定的、分立的轨道上运动,各个轨道上的电子具有分立的能量,这些能量值即为能级。电子可以在不 同的轨道间发生跃迁,电子吸收能量可以从低能级跃迁到高能级或者从高能级跃迁到低能级从而辐射出光子。 氢原子的能级可以由它的光谱显示出来。
普朗克认为:物质对辐射能的吸收和发 射是不连续的、是量子化的。
当物质内的分子或原子发生能级跃迁 时,若以辐射能的形式传递能量,则辐射能 一定等于物质的能级变化,即:
E=EL=h= hc/
ห้องสมุดไป่ตู้例] :某电子在能量差为3.37510-19 J的两能 级间跃迁,其吸收或发射光的波长为多少纳 米? 解:根据 E=EL=h= hc/
EL=h= hc/= hc
式中:h为普朗克常数(Planck constant),其 值为6.62610-34Js; c为光速,其值为31010 cm s-1; 为波数(wave number),其单位为cm-1;为波长 (wave length),单位为cm。

光的辐射和电磁谱的其他区域

光的辐射和电磁谱的其他区域

通信:通过光导纤维实现高速、 大容量的数据传输和通信
照明:利用光的辐射为人类 提供照明,改善生活品质
医疗:激光在医疗领域的应用, 如激光手术、光子嫩肤等
能源:太阳能电池将光能转化 为电能,为可再生能源的发展
提供支持
电磁谱的其他区域
定义:无线电波是电磁波的一种,指频率在3000GHz以下的电磁波 特性:能够穿透电离层,不易被反射和折射 应用:通信、广播、电视、雷达等领域 与其他电磁波的区别:无线电波的波长较长,频率较低,能量较低
定义:波长介于无线电波和红外线之间的电磁波 应用:微波炉、雷达、通讯等 特性:能够穿透云层、雨水和墙壁等物质 与其他电磁波的区别:微波的频率较低,波长较长
定义:波长在可见光和微波之间的电磁波 特性:能够被物体吸收、反射和折射 应用:红外线加热、红外线探测、红外线成像等 与其他电磁波的区别:波长较长,能量较低
定义:波长在 10纳米至400 纳米之间的电
磁辐射
特性:具有杀 菌、促进维生 素D合成等作

来源:主要来 自太阳辐射, 少量来自其他
天体
应用:在医疗、 保健、美容等 领域有广泛应

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光在真空中沿直线传播 光在不同介质中传播速度不同 光速是恒定的,约为3x10^8米/秒 光具有波粒二象性
光的波动性:光在空间中传播时表现出波动性质,如干涉、衍射等。
光的粒子性:光是由粒子构成的,具有能量和动量。
光的相干性:相干光是指具有相同频率和相位的光,能够产生干涉现象。
光的偏振性:光在传播过程中,其电场和磁场方向在垂直于传播方向上保持一致,具有偏振 性。
光的辐射和电磁谱的 其他区域
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目录

第一章光分析导论

第一章光分析导论

第一章 光分析导论1.1 电磁辐射和电磁波谱 1.1.1. 电磁辐射:一种高速度通过空间传播的光量子流,它具有波粒二 象性。

EL = h ν = h c / λ = h c σEL为能量,单位为J或ev,1ev = 1.602 × 10-19 J h为普朗克常数6.626 × 10-34J.s; ν为频率,单位为Hz,即s-1;c为光速3 × 1010 cm.s-1 ; λ为波长,单位nm或Å(10-10 m); σ为波数,单位cm-1。

[例] 某电子在两能级间跃迁的能量差为4.969 × 10-19 J,求其波长为多少纳米?其波数为多少?[解] 由 ΔE = h ν = h c / λ 得λ = h c / ΔE10-19= 6.626 × 10-34× 3 × 1010 / 4.969 ×= 4 × 10-5 cm= 400 nmσ = 1 / λ = 1 / 4 × 10-5 cm = 25000 cm-11.1.2. 电磁波谱:电磁辐射按波长顺序排列称为电磁波谱。

它反映了物质内能量的变化,任一波长光子的 能量与物质内的原子或分子的能级变化(ΔE) 相对应,它们之间的关系为:ΔE = E1-E2 = EL = h ν = h c / λ表1-1 电磁波谱能量高低 高能辐射 中间部分长波部分典型的光谱学 γ射线 X射线 真空紫外 紫外可见 红外 微波电子自旋共振 核磁共振波长范围 0.005-1.4 Å 0.1-100 Å 10-180 nm 180-780 nm 0.78-300 um 0.75-3.75 mm3 cm 0.6-10 m跃迁类型 核能级 内层电子 价电子 价电子 分子的转动和振动 分子的转动 磁场中电子的自旋 磁场中核的自旋1.2 原子光谱和分子光谱1.2.1 原子光谱:原子核外电子在不同能级间跃迁而产生的 光谱,它包括原子发射、原子吸收和原子荧光 光谱等等。

第七章 原子发射光谱分析 (Atomic Emission Spectrometry知识分享

第七章  原子发射光谱分析  (Atomic Emission Spectrometry知识分享
Aij —两个能级间跃迁概率; νij —发射谱线的频率; T—激发温度(T);
Ei—激发电位(J或eV)。
Iij
gi g0
AijhijN0ekEiT
原子发射光谱 法定量的依据
基态原子密度(N0):Iij正比于N0,N0正比于浓度。
激发电位(Excitation potential)
谱线强度与激发电位成负指数关系。在温度一定时,激发 电位越高,处于该能量状态的原子数越少,谱线强度越小。 激发电位最低的共振线通常是强度最大的线。
目前常用的光源有直流电弧(DC arc)、交流电 弧(AC arc)、高压火花(electric spark)及电感耦合等离 子体(ICP)。
1. 直流电弧
优点:电极头温度相对比较高(4000至7000K,与 其它光源比),蒸发能力强、绝对灵敏度高、背景小;
缺点:放电不稳定,且弧较厚,自吸现象严重,故 不适宜用于高含量定量分析,但可很好地应用于矿石 等的定性、半定量及痕量元素的定量分析。
微波光谱法
4×10-7~4×10-10 核磁共振波谱法
高能辐射区
γ射线 能量最高,核能级跃迁 X射线 内层电子能级的跃迁
光学光谱区
(10nm-1000 μm)
紫外光 可见光
原子和分子外层电子能级的跃迁
红外光 分子振动能级和转动能级的跃迁
波谱区
微波 分子转动能级及电子自旋能级跃迁 无线电波 原子核自旋能级的跃迁
2.电磁波谱:电磁辐射按波长顺序排列就称光谱。
光谱区域 γ射线 X射线 远紫外光 近紫外光
光 可见光 学 近红外光 区 中红外光
远红外光
微波
无线电波
波长 5~140pm 10-3~10nm 10~200nm 200~380nm 380~780nm 0.78~2.5μm 2.5~50μm

电磁波谱与光辐射要点培训讲学

电磁波谱与光辐射要点培训讲学
3、实验测得光在真空中的传播速度为 c
结论:光是某一波段的电磁波
实验表明:若 v为光在透明介质中的传播速度,
n为透明介质的折射率,则
n c v
与电磁波的公式比较
比较
n rr
联系光学量 n和电磁学量 r 、 r的关系式
频段(波长)划分
频率范围 (kHz) 3 – 30
30 – 300
300 – 3000
实验用
频段(波长)划分
频率范围 (THz)
名称
43 – 430
红外线
(7 – 0.7 m)
430 – 750
可见光
(0.7 – 0.4 m)
750 – 3000
紫外线
(0.4 – 0.1 m)
注:kHz = 103 Hz, MHz = 106 Hz, THz = 1012 Hz, mm = 10-3 m,
E
▲ 讨论:
o H
1、电矢量 E
磁矢量 H
EHk
光的传播方向 r
k
即相互垂直
2、对人眼和感光仪器起作用的是 E,光波中的振动
矢量通常指E 。
3、可见光的波长范围
: 3900~7600A
1A1010m108cm
: 7 .5 1 0 1 4~4 .1 1 0 1 4H z
1、在介质的界面上发生反射、折射现象 光 2、在传播中出现干涉、衍射、偏振现象
名称
典型应用
高频(HF) (10-100m)
甚高频(VHF) (米波)
特高频(UHF) (分米波)
远程广播、电报、电话、飞机 与船只间通信、船-岸通信、 业余无线电 电视、调频广播、陆地交通、 空中交通管制、出租汽车、 警察、导航、飞机通信 电视、蜂窝网、微波链路、 无线电探空仪、导航、卫星

光和电磁波谱

光和电磁波谱

光和电磁波谱光和电磁波谱是描述电磁辐射波长和频率的一种图表。

它将电磁辐射按照波长从长到短的顺序排列,并将其划分为不同的区域,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。

这个谱表很重要,因为它帮助我们理解光和电磁波在自然界中的行为和应用。

本文将探讨光和电磁波谱的不同区域及其应用。

首先,让我们从无线电波开始。

无线电波是电磁辐射的一种,波长范围从几米到几千米不等。

这种波长的电磁波广泛应用于通信技术,包括无线电和电视广播、卫星通信和雷达系统。

通过调整无线电波的频率,我们可以实现不同类型的通信,例如长波、中波和短波广播。

接下来是微波区域,其波长范围从毫米到几厘米不等。

微波是无线通信和烹饪中经常使用的一种电磁波。

它们可以穿透大气层和云层,因此在卫星通信中起到重要作用。

此外,微波炉利用微波波长加热食物,使其变得更加方便、快捷。

红外线是光和电磁波谱中的下一个区域。

波长从几微米到一毫米不等。

红外线在许多领域中广泛应用,包括红外加热、夜视仪和红外测温。

红外摄像机利用物体发出的红外辐射来捕捉图像,因此在安全监控和夜晚拍摄中非常有用。

可见光是我们日常生活中最常见的电磁波区域。

波长范围从400纳米到700纳米,对应着不同的颜色,包括红、橙、黄、绿、蓝、靛蓝和紫。

可见光在人类视觉中起关键作用,但它还有许多其他应用领域。

例如,激光技术利用可见光的特性进行切割、测量和通信,而光纤通信则使用细小的光导纤维传输可见光信号。

紫外线是光和电磁波谱中下一个区域。

波长从10纳米到400纳米不等。

由于紫外线具有较高能量,因此对人类和环境有一定的危害。

然而,紫外线也具有广泛的应用,特别是在紫外线消毒和杀菌、紫外线光谱分析和紫外线成像等领域。

随后是X射线区域,波长范围从0.01纳米到10纳米不等。

X射线的能量很高,能够穿透物体,并在摄影片上产生阴影。

因此,X射线被广泛应用于医学影像学,例如X射线片和计算机断层扫描(CT)。

最后,我们来到γ射线区域,这是电磁谱中最高能量、最短波长的区域。

第10章 吸光光度法

第10章  吸光光度法

当:c的单位用mol·L-1表示时,用ε表示. ε-摩尔吸光系数 (Molar Absorptivity)
A=εbc = 的单位: ε的单位 L·mol-1·cm-1
吸光度与光程的关系 A = εbc
吸光度
光源
0.00
检测器
吸光度
光源
0.22
b 样品 b 样品 b 样品 光源
检测器
吸光度
0.44
检测器
(一)光学因素 (二)化学因素
(一)光学因素
1.非单色光的影响: 非单色光的影响: Beer定律应用的重要前提 Beer定律应用的重要前提——入射光为单色光 定律应用的重要前提——入射光为单色光 照射物质的光经单色器分光后 并非真正单色光 其波长宽度由入射狭缝的宽度 和棱镜或光栅的分辨率决定 为了保证透过光对检测器的响 应,必须保证一定的狭缝宽度 这就使分离出来的光具一定的 谱带宽度
k1 = k2 ⇒ A = k1c ⋅ b 成 性 系 线 关 k1 ≠ k2 ⇒ A与 不 线 关 , 离 eer定 c 成 性 系 偏 B 律 ( 2 − k1) A与 偏 线 关 越 重 k ↑⇒ c 离 性 系 严
结论: 结论: • 选择较纯单色光(Δλ↓,单色性↑) 选择较纯单色光(Δλ↓,单色性↑ • 选λmax作为测定波长

波谱区
微波 无线电波
来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁 来自原子核自旋能级的跃迁
二、光学分析法及其分类
(一)光学分析法 依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相 互作用而建立起来的各种分析法的统称~ 互作用而建立起来的各种分析法的统称~。 (二)分类: 分类: 1.光谱法:利用物质与电磁辐射作用时,物质内部 光谱法:利用物质与电磁辐射作用时, 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量 分析方法 按能量交换方向分 吸收光谱法 发射光谱法 按作用结果不同分 原子光谱→线状光谱 原子光谱→ 分子光谱→ 分子光谱→带状光谱

电磁波谱与光辐射

电磁波谱与光辐射


c 电磁波在真空中的 传播速度,普适常数
E

讨论:
E H k
o
H k
1、电矢量 E 磁矢量 H 光的传播方向 r
即相互垂直 ,光波中的振
2、对人眼和感光仪器起作用的是 E 动矢量通常指 E 。 3、可见光的波长范围 : 390 ~ 770nm
1m 103 mm 106 m 109 nm
光源Βιβλιοθήκη 传输调制探测成像
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第一章 光辐射与发光源
本 章 概 述


1.1 电磁波谱与光辐射 掌握电磁波的性质和光辐射的特点
1.2 辐射度学与光度学基本知识 理解七个辐射量和光度量的概念 1.3 热辐射基本定律 掌握三个定律和三个公式



1.4 激光原理
掌握激光产生的物理机制 1.5 典型激光器 了解几种常见激光器
光辐射仅占电磁波谱的一小部分 波长在10nm ~ 106nm之间 频率在3×1016Hz ~ 3×1011Hz 之内
表2 光辐射波谱的划分
波段 (nm) 10 ~ 280 280 ~ 315 辐射名称 紫外线 — C 紫外线 — B
315 ~ 390
390 ~ 440 440 ~ 460 460 ~ 495 495 ~ 540 540 ~ 600 600 ~ 640
紫外线 — A
可见光 — 紫色 可见光 — 蓝色 可见光 — 青色 可见光 — 绿色 可见光 — 黄色 可见光 — 橙色 短波
640 ~ 770
770 ~ 1400 1400 ~ 3000
可见光 — 红色
红外线 — A 红外线 — B
长波
3000 ~ 10 6

电磁辐射与电磁波谱电磁辐射的种类和波长范围

电磁辐射与电磁波谱电磁辐射的种类和波长范围

电磁辐射与电磁波谱电磁辐射的种类和波长范围电磁辐射与电磁波谱电磁辐射是指电磁波在空间传播产生的现象。

它是由电场和磁场相互作用引发的一种能量传播方式。

电磁辐射包括广泛的种类和波长范围,涉及到我们生活和科技发展的方方面面。

一、电磁辐射的种类1. 可见光:可见光是我们日常生活中最常接触到的一种电磁辐射。

它的波长范围约为380纳米到780纳米,对应着不同的颜色,包括紫色、蓝色、绿色、黄色、橙色和红色。

可见光是我们能够看到各种物体的根本原因。

2. 红外线:红外线的波长范围大约在780纳米到1毫米之间。

它主要表现为热辐射的形式,可以被热成像仪等设备探测到。

红外线在医学、军事、安防、家用电器等领域有广泛应用。

3. 紫外线:紫外线的波长范围大约在10纳米到380纳米之间。

紫外线可以分为长波紫外线(UVA)、中波紫外线(UVB)和短波紫外线(UVC)。

紫外线具有较强的穿透力,不被人眼可见,但对人体及生物产生一定影响,如紫外线可以杀灭微生物。

4. 微波:微波的波长范围大约在1毫米到1米之间。

微波在通信、雷达、烹饪等领域有广泛应用。

微波的频率相对较低,不会对人体组织产生显著的伤害。

5. 射线:射线主要包括 X 射线和γ射线。

它们的波长范围非常短,能量很高,对物质有较强的穿透能力。

射线在医学诊断、工业检测、科学研究等领域有广泛应用。

二、电磁波谱的波长范围电磁波谱是指电磁辐射按照波长从小到大排列的一种可视化表达方式。

根据波长的大小,电磁波谱被分为不同的区域,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。

具体的波长范围如下:1. 无线电波:波长从数千千米到1米。

2. 微波:波长从1米到1毫米。

3. 红外线:波长从1毫米到700纳米。

4. 可见光:波长从380纳米到780纳米。

5. 紫外线:波长从10纳米到380纳米。

6. X射线:波长从0.01纳米到10纳米。

7. γ射线:波长小于0.01纳米。

电磁波谱各个区域的辐射具有不同的特性和应用价值。

物理电磁波谱知识点总结

物理电磁波谱知识点总结

物理电磁波谱知识点总结
一、电磁波谱
1. 定义:按波长从大到小的顺序将无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线列在一起形成的图谱,就叫做电磁波谱。

2. 产生:振荡的电场或磁场是产生电磁波的源。

3. 电磁波的特点:波速、频率、波长三者关系:c=λf,在真空中,光的传播速度是最快的。

二、红外线
1. 定义:在太阳光谱上,红光以外的一种看不见的光叫做红外线。

2. 性质:一切物体都在不停地辐射红外线。

温度越高,辐射的红外线越多。

物体辐射红外线的能力与物体的温度、物体的颜色、物体发射率有关。

3. 应用:红外线夜视仪;遥控器;浴室自动门。

三、紫外线
1. 定义:在太阳光谱上,紫光以外的一种看不见的光叫做紫外线。

2. 性质:紫外线具有杀菌作用;能使荧光物质发光;能促使人体合成维生素D促进钙的吸收。

3. 应用:验钞机;适量照射紫外线有利于人体健康,一切生物生存都离不开紫外线。

过量的紫外线照射对人体十分有害,轻则使皮肤粗糙,重则引起皮肤癌。

四、无线电波
1. 定义:波长大于1mm的电磁波叫做无线电波。

2. 性质:无线电波具有一切电磁波的特性,可以传送声音、图象和文字信息。

无线电波在空间主要是直线传播,也可以绕过障碍物传播。

当无线电波遇到导体时,容易产生感应电流,从而损耗能量。

无线电波的接收就是利用这个原理。

3. 应用:收音机;电视机;雷达;无线通信;遥控等。

第二章 电磁辐射与地物光谱特征

第二章 电磁辐射与地物光谱特征

2、黑体辐射规律 普朗克公式:
M ( , T ) 2hc
2

5

1 e ch / KT 1
此式有两个自变量: λ、 T ,其它都是常数,因而 可写为: W = ƒ (λ, T ) 其函数曲线可表示为:
c为真空中的光速; k为波尔兹曼常数, k=1.38×10-23 J/K; h为普朗克常数, h=6.63×10-34Js; M为辐射出射度。
于遥感研究不需要对太阳分层考虑,因而通常 认为光球发射的几乎是全部的太阳辐射。
图2.11 太阳辐照度分布曲线
二、大气分层
大气厚度约1000km,并且在垂直方向有层次的区别,自下而上大致 分层为:(各层之间逐渐过渡,没有截然的界线)。
对流层:高度在7~12 km,温度随高度而降低,包含大气 总量的3/4和几乎全部水汽,天气变化频繁,航空遥感主要 在该层内,对遥感数据产生很大影响。 平流层:高度在12~80 km,几乎没有天气现象,底部为 同温层(航空遥感活动层),同温层以上,温度由于臭氧 层对紫外线的强吸收而逐渐升高(在地面观测不到0.29µ m 波长的太阳辐射)。 电离层:高度在80~1 000 km,大气中的O2、N2受紫外线 照射而电离,主要反射地面发射的无线电波,对遥感波段 是透明的,是陆地卫星活动空间。 大气外层:800~35 000 km ,空气极稀薄,对遥感基本 上没有影响。
3.实际物体的辐射 (1)地物的发射率 • 发射率是指地物的辐射出射度(即地物 单位面积发出的辐射通量)M与同温度的黑 体的辐射出射度(即黑体单位面积发出的辐 射总通量M黑的比值。
M M黑
• 地物的发射率与地物的性质、表面状况(如 粗糙度、颜色等)有关,且是温度和波长的 函数。

光谱分析法概论1

光谱分析法概论1

原子发射光谱(AES) : 气态的基态原子受到激发处于较高 的能级上(激发态),但激发态的原子很不稳定,一般约 在10-8 s内返回基态或较低能态而发射出特征谱线。
原子吸收光谱(ASS):原子蒸气选择性地吸收一定频率的光 辐射跃迁到较高能态产生的吸收光谱。
原子荧光光谱(AFS):气态原子吸收光辐射后,由基态跃迁 到激发态。激发态原子通过辐射跃迁回到基态或较低的能 态产生的二次光辐射叫做原子荧光。形成的光谱叫做原子 荧光光谱。
拉曼光谱:人射光子与溶液中试样分子间的非弹性碰 撞,发生能量交换,产生了与入射光频率不同的散射 光。这种散射光组成拉曼光谱。
紫外光谱法(UV)——利用溶液中分子吸收紫外/可见光产生 跃迁所记录的吸收光谱图,可进行化合物结构分析,根据最 大吸收波长强度变化可进行定量分析。
红外光谱法(IR)——利用分子中内部基团/原子间的相对振 动和分子转动.对红外辐射的选择性吸收,来鉴别和确定物质 分子结构的分析方法。
图2-1
Hale Waihona Puke 波参数频率:一秒内电磁场振荡的次数,单位Hz。
波长:是电磁波相邻两个同位相点之间的距离,单位有 cm、m、nm。
波速 :电磁辐射传播的速度,电磁辐射在不同介质中传 播速度是不同,只有在真空中所有电磁辐射的传播速度 才相同,都等于光速。
c = = 3x1010 cm•s-1
波数: 是单位长度内波的数目,常用单位为cm-1,SI制 单位为m-1 。
分子荧光光谱法(MFS)——某些物质被紫外光照射激发 后,在回到基态的过程中发射出比原激发波长更长的 荧光,通过测量荧光强度进行的定量分析方法。
分子磷光光谱法(MPS)——处于第一激发单重态分子以 无辐射弛豫方式进入第一激发三重态,再跃迁返回基 态发出磷光。测定磷光强度进行定量分析的方法。

第二章之一 电磁波谱与电磁辐射-1

第二章之一  电磁波谱与电磁辐射-1
绝对黑体的总辐射出射度随温度与温度的 4次方成 正比:
WM = σ T 4
σ: 斯蒂芬-玻尔兹曼常数,5.6697+-0.00297) ×10-12 Wcm-2K-4
红外装置测试温度的理论根据。
黑体辐射 光谱中最 强辐射对 应的波长
λmax
λmax 与T有何关系?
黑体辐射光谱中最
强辐射的波长λmax
2. 石英的辐 射比黑体 辐射要弱
三、黑体及黑体辐射规律
(一)黑体与黑体辐射 (二)黑体辐射定律 (三)一般辐射体和基尔霍夫定律
三、黑体及黑体辐射规律
(三)一般辐射体和基尔霍夫定律 1、一般物体的发射率
发射率:实际物体的辐射通量密度(M(λ,T))与同 一温度下黑体辐射通量密度Mb(λ, T) 的比值。
9中红外(3.0—6.0μm)
9远红外(6.0—15.0μm)
9超远红外(15—1000μm)
采用热感应方式探测地物本身的辐射,白天、夜间均 可进行,为全天时遥感。
(4) 微波
波长1mm—1m, 分为:毫米波、厘米波 和分米波; 能进行全天时全天候的遥感探测 ;
对某些物质具有一定的穿透能力。
• 波长为0.01—0.4μm; • 碳酸盐岩分布探测、油污染监测; • 臭氧对紫外线的强烈吸收和散射作用,通常探测高度在
2000米以下。
(2) 可见光
• 遥感中最常用的波段; • 不同地物在此波段的图象易于区分。
(3) 红外线
• 波长0.7—1000μm。
9近红外(0.70—3.0μm)
中红外、远红外和 超远红外是产生热 感的原因,所以称 为热红外
2.1 电磁波谱与电磁辐射
一、电磁波与电磁波谱的概念 二、电磁辐射的度量 三、黑体及黑体辐射规律
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通信、GPS、监视雷达、
线电高度计
频段(波长)划分
频率范围 (GHz)
3 – 30
名称
超高频(HF) (厘米波)
典型应用
卫星通信、无线电高度计、 微波链路、机载雷达、气象
雷 达、公用陆地移动通信
30 – 300
极高频(VHF) (毫米波)
铁路业务、雷达着陆系统、 实验用
300 – 3000
亚毫米波 (0.1 – 1 mm)
典型应用 光通信系统
光通信系统
光通信系统
GHz = 109 Hz, m = 10-6 m
谢谢观赏
rr 00
真空中 r r 1 c
1
00
c v
r r
c电磁波在真空中的 传播速度,普适常数
E
▲ 讨论:
o H
1、电矢量 E
磁矢量 H
EHk
光的传播方向 r
k
即相互垂直
2、对人眼和感光仪器起作用的是 E,光波中的振动
矢量通常指E 。
3、可见光的波长范围
: 3900~7600A
1A1010m108cm
Laser , 4
Optical frequency electromagnetic wave
光频电磁波
电磁波谱
频率与波长的关系: vc ----真空中的光速
▲ 电磁波:
电磁波是物质 1、在介质的界面上发生反射、折射现象 2、在传播中出现干涉、衍射、偏振现象 3、由麦氏方程导出:
v
1
电磁波在介质的传播速度
电磁波谱与光辐射要点
Electromagnetic Spectrum 电磁波谱 and Light Radiation 光辐射
Photometry and Radiometry
2
光度学 辐射度学
• Electromagnetic Theory
(Chapter 1,6)
Thermal Radiation 热辐射
n rr
联系光学量 n和电磁学量 r 、 r的关系式
频段(波长)划分
频率范围 (kHz) 3 – 30
30 – 300
300 – 3000
名称
典型应用
甚低频(VLF) 远程导航、水下通信
(10-100 km)
声纳、授时
低频(LF) (1-10 km)
导航、水下通信 无线电信标
中频(MF)
广播、海事通信、
实验用
频段(波长)划分
频率范围 (THz)
名称
43 – 430
红外线
(7 – 0.7 m)
430 – 750
可见光
(0.7 – 0.4 m)
750 – 3000
紫外线
(0.4 – 0.1 m)
注:kHz = 103 Hz, MHz = 106 Hz, THz = 1012 Hz, mm = 10-3 m,
: 7 .5 1 0 1 4~4 .1 1 0 1 4H z
1、在介质的界面上发生反射、折射现象 光 2、在传播中出现干涉、衍射、偏振现象 比较
3、实验测得光在真空中的传播速度为 c
结论:光是某一波段的电磁波
实验表明:若 v为光在透明介质中的传播速度, n为透明介质的折射率,则
n c v
与电磁波的公式比较
(100-1000m) 测向、遇险求救、 海岸警卫
频率范围 (MHz) 3 – 30
30 – 300
300 – 3000

频段(波长)划分
名称
典型应用
高频(HF) (10-100m)
甚高频(VHF) (米波)
特高频(UHF) (分米波)
远程广播、电报、电话、飞机 与船只间通信、船-岸通信、 业余无线电 电视、调频广播、陆地交通、 空中交通管制、出租汽车、 警察、导航、飞机通信 电视、蜂窝网、微波链路、 无线电探空仪、导航、卫星
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