物理光學-1光的吸收色散和散射(編輯修改稿)
2024-09-01 09:10 本頁面
【文章內容簡介】 播時，其折射率隨頻率（或波長）而變化的現象。 二、光的色散 正常色散曲線 正常色散 :在物質透明區(qū)內，它隨著光波長的增大折射率減小且色散曲線是單調下降的。 此現象由柯西 (Cauchy)色散公式來描述。 42 ???cbn ???反常色散：發(fā)生在物質吸收區(qū)內 ， 它隨光波長增加而折射率增加 ,經驗公式為塞耳邁耳方程 : 222201 bn ??????三、 光的散射 (Scattering of light) 光束通過不均勻介質所產生的偏離原來傳播方向 , 向四周散射的現象 根據散射光的波矢 K 和波長的變化與否，將散射分為 兩大類 ： 光的散射現象 (Scattering phenomena of light) 一類散射是散射 光波矢 K 變化，但波長不變化 (瑞利散射，米氏散射和分子散射 )； 另一類是散射 光波矢 K 和波長均變化 (喇曼散射，布里淵散射 等 )。 亭達爾從實驗上總結出了一些規(guī)律，因此，這一類現象叫 亭達爾效應 。這些規(guī)律其后為瑞利在理論上說明，所以又叫 瑞利散射 。 1 瑞利散射 (Rayleigh scattering) 亭達爾 等人最早對渾濁介質的散射進行了大量的 實驗研究 ,尤其是微粒線度比光波長小 ,即不大于(1/5～ 1/l0)? 的渾濁介質。 瑞利散射的 主要特點 ： ① 散射光強度與入射光波長的四次方 成反比 ，即 41()I ???I(?) 為相應于某一觀察方向 (與入射光方向成 ?角 )的散射光強度。 瑞利散射 (Rayleigh scattering) 該式說明， 光波長愈短，其散射光強度愈大 ，由此可以說明許多自然現象。 適用于散射介質線度比光波波長小的情況，如果散射體比波長大很多的塊狀散射體，則不適用(如大氣中的水滴 ) 41( ) I ???瑞利散射 (Rayleigh scattering) 天空為什么呈現藍色呢 ?由瑞利散射定律可以看出在由大氣散射的太陽光中， 短波長光占優(yōu)勢 。 紅光波長 ( ?＝ 720nm)為紫光波長 (?＝ 400nm ) 的 倍 ,因此紫光散射 強度約為紅光的 ()4≈10 倍 。 太陽散射光在大氣層內層 ,藍色的成分比紅色多 ,使天空呈蔚藍色 。 瑞利散射 (Rayleigh scattering) 為何正午的太陽基本上呈 白色 ,而旭日和夕陽卻呈 紅色 ? 正午的太陽 地球 大氣層 散射 瑞利散射 (Rayleigh scattering) 正午太陽直射 ,穿過大氣層 厚度最小 , 陽光中被散射掉的短波成分不太多 , 因此基本上呈 白色或略帶黃橙色 。 早晚的陽光斜射 ,穿過大氣層的厚度比正午時 厚得多 ,大氣散射掉的短波成分 ,透過長波成分，所以 旭日和夕陽呈紅色 。 瑞利散射 (Rayleigh scattering) 紅光透過散射物的穿透力比藍光強，所以在拍攝薄霧景色時，可在照相機物鏡前加上 紅色濾光片 以獲得更清晰的照片。 瑞利散射 (Rayleigh scattering) 紅外線穿透力 比可見光強，常被用于遠距離照相或遙感技術。 瑞利散射 (Rayleigh scattering)
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