OPTICS光學(xué)國家“十一五”規(guī)劃教材第六章第六章光在晶體中的傳播第六章光的吸收、色散和散射5.1

光的吸收5.2

光的色散5.3

光的散射前面幾章討論光的傳播，以下討論光與物質(zhì)的相互作用本章用經(jīng)典理論，下一章介紹量子理論6-1-1/146.1.1

光的吸收與復(fù)折射率6.1.1

光的吸收與復(fù)折射率§6.1光的吸收光強(qiáng)隨傳播距離而衰減材料的普遍性質(zhì) 光能

介質(zhì)內(nèi)能

>0：吸收系數(shù)，長度倒數(shù)量綱一、吸收定律1.吸收的線性規(guī)律x：I(x)x+dx：I(x)＋dI(x)dI(x)<0實(shí)驗(yàn)表明－dI(x)

I(x),dx即－dI(x)＝

I(x)dx

或吸收的線性規(guī)律dI(x)＝－

I(x)dx6-1-2/146.1.1

光的吸收與復(fù)折射率dI(x)＝－

I(x)dx將上式積分，初始條件：x=0,I=I0,得出射光強(qiáng)布格—朗伯定律1/

稱為穿透深度當(dāng)適用范圍：線性介質(zhì)，I不太大，這時(shí)

為常數(shù).I很大時(shí)，進(jìn)入非線性區(qū)，

將與I有關(guān).

此處只研究線性介質(zhì).6-1-3/146.1.1

光的吸收與復(fù)折射率上定律只在濃度不太大，以致可忽略各分子相互作用時(shí)成立;濃度太大時(shí)相互作用不可忽略，

與濃度有關(guān)，非線性.在上式成立范圍內(nèi)可利用它分析溶液濃度.2.

溶液中

＝AC.

C：濃度,A：常數(shù),

：吸收系數(shù).——

Beer定律3.真吸收和表觀吸收吸收:

轉(zhuǎn)化為內(nèi)能—真吸收

散射:散射到其他方向—’光強(qiáng)表觀吸收

＋

’

’散射系數(shù)

＋

’表觀吸收系數(shù)6-1-4/14以下只討論真吸收習(xí)題6.5:一玻璃管長35.0cm.由于管內(nèi)煙粒的散射作用,透過管的光強(qiáng)只是入射光強(qiáng)的65%;待煙粒沉淀后,透過光強(qiáng)增為入射光強(qiáng)的88%.求此管對光的散射系數(shù)和真吸收系數(shù).例:解:記管長l=35cm,入射光強(qiáng)為I0,煙粒沉淀前后透過光強(qiáng)分別為I1和I2,真吸收系數(shù)和散射系數(shù)分別為α

和α’,依題意有(1)(2)由(2),得(1),(2)式相除,得故6-1-5/146.1.1

光的吸收與復(fù)折射率二、復(fù)折射率上式變?yōu)樽屨凵渎市问缴媳硎窘橘|(zhì)的吸收(通常)折射率平面波，無吸收E0

常數(shù)振幅衰減因子傳播因子有吸收時(shí)振幅↓,定義復(fù)折射率k

為實(shí)數(shù)6-1-6/14κ：振幅衰減系數(shù)，

∝κ6.1.1

光的吸收與復(fù)折射率與λ為真空波長比較，得實(shí)部n

—通常折射率虛部nκ—

吸收引起振幅↓可見復(fù)折射率是一種形式表示6-1-7/146.1.2吸收與波長的關(guān)系6.1.2吸收與波長的關(guān)系一般吸收:

光通過時(shí)時(shí)只是強(qiáng)度衰減,色彩不變.

水,空氣,玻璃.選擇吸收:白光→色光.透射:彩色玻璃反射:紅布,顏料可見光范圍內(nèi)例:藍(lán)色玻璃只讓藍(lán)色光透射而吸收其他波段的光一、兩種吸收6-1-8/146.1.2吸收與波長的關(guān)系例如火石玻璃：0.38——2.5μm可見及近紅外 石英：0.18——4.0μm近紫外，可見及近紅外 巖鹽：0.175——14.5μm