第八章

光的吸收、色散和散射chapter8Absorption,dispersionandscatteringoflight

本章內(nèi)容Contentschapter8光的吸收光的色散光的相速和群速光的散射光的吸收及散射在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用AdsorptionofLight

ScatteringofLight

DispersionofLightPhaseVelocityandGroupVelocityofLightTheapplicationsofadsorptionandscatteringofLightinatmosphericmonitoring

CH8-1

光的吸收

AdsorptionofLight§8.1光的吸收一、吸收定律光的吸收:光的強度隨進(jìn)入介質(zhì)的深度而減少的現(xiàn)象1.對各向同性介質(zhì)，若入射光不是很強，則光強的相對減少量與介質(zhì)薄層厚度成正比，與入射光強的大小無關(guān)：

為吸收系數(shù),cm-1

通過厚度為l的介質(zhì)后光強度的大小：—布格定律(朗伯定律1760)注意：在線性光學(xué)范圍內(nèi)，該規(guī)律相當(dāng)精確，但對于強激光光源，上述規(guī)律不再成立，須用非線性光學(xué)理論處理2.對溶液，吸收系數(shù)

與其濃度C成正比，有

＝AC，A只與吸收物質(zhì)的分子特性有關(guān)而與溶液濃度無關(guān)—比爾定律注意：比爾定律僅在溶液濃度較小時成立，在溶液濃度相當(dāng)大時，比爾定律不再成立為了說明介質(zhì)的吸收，還可引入衰減系數(shù)

：

n、為入射光在介質(zhì)和真空中的波長，n為介質(zhì)折射率布格定律可表示為：二、復(fù)數(shù)折射率

平面光波在折射率為n的介質(zhì)中沿x方向傳播，因介質(zhì)的吸收，其振幅將隨x的增加而衰減：則該平面波函數(shù)為：復(fù)折射率的實部為介質(zhì)的折射率，虛部反映了電磁波被介質(zhì)吸收后產(chǎn)生的衰減—復(fù)折射率三、吸收光譜普遍吸收—介質(zhì)對各種波長的光具有幾乎相同的吸收程度，即吸收系數(shù)與光的波長無關(guān)——連續(xù)光譜選擇吸收：介質(zhì)對某些波長的光具有強烈的吸收，即吸收系數(shù)與光的波長有關(guān)——線光譜、帶光譜或部分連續(xù)光譜

讓具有連續(xù)譜的光通過吸收介質(zhì)后，再由光譜儀將不同波長的光被吸收的情況顯示出來，就得到該介質(zhì)的吸收光譜

選擇吸收是電磁波與物質(zhì)相互作用的普遍規(guī)律，不同物質(zhì)的吸收光譜具有各自的特征，通過吸收光譜可以分析物質(zhì)的成分“大氣窗口”—電磁波中對大氣透明度高的波段稱為“大氣窗口”，它是紅外遙感、紅外跟蹤、