光与物质相互作用资料讲解.ppt

光与物质相互作用稳态解稳态解感生电偶极矩感生电偶极矩当当 0 电偶极矩振幅最大电偶极矩振幅最大2宇航员在太空看宇航员在太空看到的天空和太阳。到的天空和太阳。在地球上，清晨阳光穿过大气的距离较中午长，所在地球上，清晨阳光穿过大气的距离较中午长，所以被散射掉的短波成分更多以被散射掉的短波成分更多朝阳、夕阳呈红色。朝阳、夕阳呈红色。为什么我们看到为什么我们看到的天是蓝色的？的天是蓝色的？散射！散射！清晨清晨中午中午傍晚傍晚6宇宇航航员员看看到到的的太太空空为为什什么么是是黑黑色色的的？为为什什么么天天空空总总是是蔚蔚蓝蓝色色的的？为为什什么么早早晨晨或或傍傍晚晚看看到到的的太太阳阳呈呈红红色色而而正正午午的的太太阳阳呈呈白白色色？如如果果地地球球表表面面没没有有大大气气，天天空空将将是什么样子？宇航员在太空中看到的天空又是什么样子？是什么样子？宇航员在太空中看到的天空又是什么样子？当当光光束束通通过过光光学学性性质质均均匀匀的的介介质质（如如玻玻璃璃、纯纯水水）时时，在在光光束束的的侧侧面面观观察察，几几乎乎看看不不到到光光，但但当当一一束束太太阳阳光光射射入入有有烟烟雾雾的的室室内内或或混混浊浊的的水水中中时时，我我们们从从侧侧面面也也可可以以看看到到光光束束的的行行径径，这这是是由由于于光光被被混混浊浊物物质质中中的的小小微微粒粒向向各各个个方方向向散散射射所所致致。大大雾雾天天能能见见度度低低是是由由于于空空气气中中的的液液体体粒粒子子多多而而引引起起的的强强烈烈散散射射的的结结果果。光光的的散散射射是是指指由由于于介介质质中中存存在在微小粒子或分子对光的作用，使光束偏离原来的传播方向而向四周传播的现象。微小粒子或分子对光的作用，使光束偏离原来的传播方向而向四周传播的现象。从从太太阳阳射射来来的的光光被被大大气气分分子子和和天天空空的的尘尘埃埃散散射射。蓝蓝光光比比红红光光散散射射更更强强烈烈，故故散散射射光光中中蓝蓝光光占占优优势势，仰仰望望晴晴朗朗的的天天空空，主主要要就就是是这这些些散散射射光光进进入入眼眼内内，这这正正是是天天空空呈呈蔚蔚蓝蓝色色的的原原因因。早早晨晨或或傍傍晚晚看看到到太太阳阳呈呈红红色色，是是因因为为此此时时太太阳阳光光几几乎乎平平行行于于地地面面，穿穿过过的的大大气气层层最最厚厚，散散射射效效应应显显著著，蓝蓝光光被被强强烈烈散散射射，仅仅剩剩下下红红光光到到达达地地面面，所所以以见见到到火火红红的的朝朝阳阳或或夕夕阳阳。中中午午太太阳阳光光穿穿过过大大气气层层最最薄薄，散散射射效效应应相相对对较较弱弱，看看起起来来太太阳阳呈呈白白色色。如如果果地地球球表表面面没没有有大大气气层层，就就没没有有大大气气分分子子来来散散射射太太阳阳光光，因因而而白白天天的的天天空空将将是是一一片片漆漆黑黑，这这时时仰仰望望天天空空，只只能能看看见见光光辉辉夺夺目目的的太太阳阳悬悬挂挂在在漆漆黑黑的的天天空空，还还能能看看到到闪闪烁烁的的星星，这与宇航员在太空中看到的景象一样。星星，这与宇航员在太空中看到的景象一样。我我们们周周围围的的大大部部分分物物体体如如红红花花、绿绿叶叶、青青砖砖、黑黑瓦瓦等等能能呈呈现现它它们们各各自自颜颜色色的的原原因因是是什什么么呢呢？这这是是由由于于它它们们对对各各种种颜颜色色光光的的选选择择吸吸收收所所致致。例例如如：红红花花中中含含有有一一种种有有机机色色素素，它它可可以以吸吸收收除除红红光光以以外外的的所所有有颜颜色色的的光光，只只把把红红光光漫漫反反射射出出来来，故故而而呈呈红红色色。绿绿叶叶中中含含有有叶叶绿绿素素，它它可可以以吸吸收收除除绿绿光光外外其其他他颜颜色色的的光光，只只把把绿绿光光反反射射出出来来，所所以以叶叶子子呈呈现现绿色。绿色。7三三.拉曼拉曼散射散射光源光源散射物质散射物质光谱仪光谱仪紫伴线紫伴线红伴线红伴线 0分子的固有频率。分子的固有频率。分子的固有频率不止一个，分子的固有频率不止一个，所以拉曼光谱中还有所以拉曼光谱中还有经典解释经典解释：散射分子无光照射时，也有分子电矩，并以固有频：散射分子无光照射时，也有分子电矩，并以固有频率振动；当有光照射时，光波的电场和固有电矩耦合就会有拉率振动；当有光照射时，光波的电场和固有电矩耦合就会有拉曼散射现象发生。曼散射现象发生。8I0Ix0 x I-dI x+dx朗伯特定律朗伯特定律真吸收真吸收散散 射射对于均匀介质（常温下的液体和固体），光强衰减主要是真吸收；对于均匀介质（常温下的液体和固体），光强衰减主要是真吸收；对于非均匀介质和稀薄气体，衰减光能量主要是由于散射。对于非均匀介质和稀薄气体，衰减光能量主要是由于散射。15.3 光的吸收光的吸收(Absorption of light)经经 dx距离后光强增量距离后光强增量 dI：媒质对各种波长的光的吸收程度相同，则为媒质对各种波长的光的吸收程度相同，则为普遍吸收普遍吸收；媒质对不同波长的光的吸收程度不一样，则为媒质对不同波长的光的吸收程度不一样，则为选择吸收选择吸收。91、任何光学材料都有色散。、任何光学材料都有色散。2、正常色散：、正常色散：n 3、反常色散：、反常色散：处于吸收带处于吸收带附近。附近。棱镜光谱棱镜光谱媒质的折射率随光的波长而变化的现象称为色散媒质的折射率随光的波长而变化的现象称为色散15.4 光的色散光的色散(Dispersion of light)10结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！11