光的吸收散射和色散

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A, B, C are called Cauchy’s constants, and the values of them are positive and dependent on the medium.
二、Normal dispersion and anomalous dispersion
l
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。
衍射——个别不均匀区域造成的，线度可与光的 波长相比拟。
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 scattering of light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。 原传播方向上的光强：
I I 0e
a s l
I 0e
Chap. 6
Absorption、scattering and dispersion of light
• • • •
6.2 Absorption of light 6.3 Scattering of light 6.4 Dispersion 6.5 Velocity of light、 phase velocity and group velocity
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，瑞利定律不适用，散射与波长关系 不大，则呈白色
n
I
Irrational area

6.5 velocity of light、 phase velocity and group velocity
一、velocity of light
Methods to determine the velocity of light
1849 Fizeau’s toothed wheel method 1851 Foucault’s rotating mirror method 斐索 齿轮法 傅科 旋转镜法
In chemistry
I I 0e A C l
Bell’s Law
C—solution strength 溶液浓度 A —related to the property of solution
三、absorption spectrum
吸收光谱
朗伯定律是吸收光谱的基本原理。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
四、Intensity of scattering light
散射光的强度
I I 0 1 cos2 / 2（incident intensity I0）



The incident ray The scattering ray
6.4 Dispersion
光的色散
一、Cauchy’s dispersion formula dispersion ——n()/n(λ) varies with frequency /λ B C n A 2 4 ——Cauchy’s dispersion formula
Selective absorption

二、 Lambert’s law
朗伯定律
After a parallel light beam with intensity I0 pass through a homogeneous medium of thickness l , light intensity changes into :
6.2 Absorption of light光的吸收
一、General and selective absorption
General absorption —absorb weakly light.
一般吸收和选择吸收 吸收比较弱，基本不随波长而变化。
Selective absorption —absorb strongly light corresponding to a particular region of the spectrum and transmit the rest.
正常色散和反常色散
The area of normal dispersion obeys the Cauchy’s dispersion formula, that is to say, dn 0 （general absorption area） d The area of anomalous dispersion doesn’t obeys the Cauchy’s dispersion formula, that is, dn 0 （selective absorption area） d
吸收比较强，随波长发生急剧变化。
Materials in nature usually have the property of selective absorption, while the ideal general absorption hardly exists. General absorption I
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
I I 0e l ——Lambert’s law
—absorption coefficient，unit:cm-1
is related to two parameters,
I0
I
1. medium l 2. wavelength——in the region of general absorption, is small, while in the region of selective absorption, is very large.