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文档简介

1、光的吸收、色散和散射2 研究光与物质的相互作用是光学的主要任务之一。也将是一个非常复杂的问题。光与物质的相互作用表现在哪些方面呢?一般认为有反射、折射、吸收、色散和散射五个方面。3一、光的吸收 光波在物质中传播时,其一部分能量被转变为物质的内能,这种现象就是物质对光的吸收。 1. 物质对光的吸收的一般规律 任何物质都会对光波有一定程度的吸收 。4式中是比例系数,称为该物质对此单色光的吸收系数。 让一束单色平行光在某种均匀物质中沿x方向传播,如果通过厚度为dx的薄层,光的强度由I变为I-dI,实验表明,光强度的减小量-dI与光强I成正比,与通过物质的厚度dx成正比,于是可以写成下面的关系5上式改

2、写为 积分得 这表示,由于物质对光的吸收,随着光进入物质的深度的增加,光的强度按指数方式衰减。这个规律称为朗伯定律。 对于激光光束,朗伯定律不再适用(教材上有解释)。 6 对液体,实验表明:溶液对光的吸收与溶液的浓度C有关,即于是朗伯定律可以表示为 式中A是与溶液浓度C无关的常量。上式所表示的规律称为比尔定律。 可以由被吸收的光强的测定,求出溶液的浓度c,是吸收光谱分析的原理。 72. 选择吸收和吸收光谱 物质对光的吸收有两种情形,一种情形是吸收与光的波长l无关,这种吸收称为普遍吸收。另一种情形是对某些波长的光的吸收特别强烈,这种吸收称为选择吸收。 8 在普遍吸收时,物质对光的吸收很少,并且几

3、乎保持不变,光束通过时只改变强度,而不改变颜色;在选择吸收时,物质对光的吸收很大,并且随着波长的不同而发生剧烈变化,若对可见光选择吸收,白光通过后会变为彩色光。 空气、纯水、无色玻璃等媒质在可见光范围产生普遍吸收。 物体呈现颜色,是其表面或体内对可见光选择吸收的结果。9 普遍性结论:任何物质都不会在整个电磁波波段只表现为普遍吸收。在一个波段为普遍吸收,则可能会在其它波段为选择吸收。 选择吸收是光与物质相互作用的普遍规律。10 吸收光谱:具有连续谱的光(白光)通过有选择吸收的物质后,再经光谱仪分析,可显示出某些波段的光或某些波长的光被吸收的情况。太阳内部发出的光是连续谱,经过太阳周围的大气层时,某些波长的光被吸收,因而在连续谱的背景上出现了多条吸收暗线。11是太阳光经过大气层时的吸收光谱氧(A、B线)氢(C、F线)氦(D3线)钠(D1 、 D2线)铁(E2、G线)钙(H线)太阳大气中存在上述元素12 原子吸收光谱具有很高的灵敏度,所以近几十年来,在定量分析中原子吸收光谱得到了越来越广泛的应用。不少新元素都是用这种方法发现的。 分子红外吸收光谱可鉴别分子种类,分子的振动频率,分析分子的结构等。吸收光谱的应用: 红外吸收光谱在有机化学研究和生产方

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