光波在金屬表面的透射和反射-資料下載頁
2025-05-11 20:24本頁面
【正文】 相躍變不同。 ? （ 4）相對于同一金屬來說，入射光波長不同 ,反射率也不同。一般來說金屬對低頻光波有較高的反射率。 ? 注：主入射角 ： 時，所對應的入射角。 2???? ????ps 167。 110光的吸收，色散和散射 ? 一 、 光的吸收： ? 二、 光的色散： ? 三、 光的散射： 167。 110光的吸收，色散和散射 ? 一 、 光的吸收： ? 實際上不僅是金屬 ， 任何一種物質(zhì)對光波都會或多或少地吸收 。 ? 光在介質(zhì)內(nèi)傳播時 ， 介質(zhì)中的束縛電子在光波電場的作用下作受迫震動 ， 因此光波要消耗能量來激發(fā)電子的振動 ， 這些能量一部分又以次波的形式與入射波疊加成折射光波而射出介質(zhì) 。 ? 此外 ， 由于與周圍原子和分子的相互作用 ， 束縛電子受迫振動的一部分能量將變?yōu)槠渌问降哪芰?， 例如分子熱運動的能量 ， 這部分能量的損耗就是我們所指的介質(zhì)對光波的吸收 。 167。 110光的吸收，色散和散射 ? 介質(zhì)的吸收在形式上也可以引入一個復折射率來描述： ? 則，在介質(zhì)內(nèi)沿 z軸方向傳播的平面波的電場可以寫為： ? 則平面波的強度 ： ? 令 則有 ? 式中 I0是 z=0處的光強 , 為物質(zhì)的吸收系數(shù)。 )1(? iknn ??)](e x p [)e x p ()]?(e x p [ tzizc knAtzc niAE ????? ????? ???)2e x p (* 2 zkAEEI ????? ???cnk?? 2? )ex p (0 zII ????167。 110光的吸收，色散和散射 ? 表明： ? 光波的強度 （ 能量 ） 隨著光波進入介質(zhì)的距離 z的增大按指數(shù)規(guī)律衰減 ， 衰減的快慢取決于物質(zhì)的吸收系數(shù)的大小 。 此式通常稱為布格爾 （ Bouguer） 定律 。 ? 此定律也符合金屬物質(zhì)的吸收規(guī)律 ， 只是對于金屬 ? 由 布格爾定律可知：吸收系數(shù) 在數(shù)值上等于光波強度因吸收而減弱到 時透過的物質(zhì)厚度的倒數(shù) ， 單位為 cm1。 )ex p (0 zII ????? 2??e1167。 110光的吸收，色散和散射 ? （ 1）一般對可見光來說， ? 金屬 、玻璃 ? 可見各種物質(zhì)的吸收系數(shù)的差別是很大的。 ? （ 2） 大多數(shù)物質(zhì)的吸收具有波長選擇性。 ? 即，對于不同波長的光，物質(zhì)的吸收系數(shù)不同。這種特殊性可用吸收系數(shù)和波長的關系曲線來表示。如圖 1－ 39 ? （ 3） 對于液體和固體，吸收帶都比較寬，而對于氣體則比較窄，通常只有 10－ 3nm量級。 1610 ?? cm? 1210 ??? cm?167。 110光的吸收，色散和散射 ? 二、 光的色散： ? 光的色散效應是一種光在介質(zhì)中傳播時 ，其折射率 （ 或速率 ） 隨頻率 （ 或波長 ） 而變化的現(xiàn)象 。 ? 本節(jié)將討論色散現(xiàn)象 、 它的成因及它對光波在介質(zhì)中傳播性質(zhì)的影響 。 ? 正常色散和反常色散： ? 光的色散分兩種：正常 、 反常 。 167。 110光的吸收，色散和散射 ? 正常色散：發(fā)生在物質(zhì)透明區(qū)內(nèi) ， 它隨著光波長的增大折射率減小且色散曲線是單調(diào)下降的 。 此現(xiàn)象由科希 (Cauchy)色散公式來描述 。 ? a,b,c為物質(zhì)常數(shù) 。 ? 若考慮范圍不大：則 ? 反常色散：發(fā)生在物質(zhì)吸收區(qū)內(nèi)，它隨光波長增加而折射率增加 。 42 ???cbn ???2?ban ??167。 110光的吸收，色散和散射 ? 三 、 光的散射 ? 瑞利散射： ? 當介質(zhì)不均勻時，即介質(zhì)內(nèi)有折射率不同的懸浮微粒存在。這時，即使不正對著入射光的方向，也能夠清楚的看到光，這種現(xiàn)象稱為光的散射（瑞利散射） ? 分子散射： ? 是純凈物質(zhì)的散射現(xiàn)象。 ? 光的散射主要是次波疊加不能完全抵消的結(jié)果。 167。 110光的吸收，色散和散射 ? 光的散射現(xiàn)象的規(guī)律： ? ： ? 散射光強與入射光波長的四次方成反比，即 ? ，散射光的強度與觀察方向有關 ，即 式中 I?是與入射光方向成 ?角 的方向上散射光的強度。 41??I)cos1( 22??? ?? II167。 110光的吸收，色散和散射 ? ， 散射光有一定程度的偏振 （ 偏振程度與 ?角有關 ） 。 ? 在與入射光垂直的方向上，散射光是完全偏振的。 ? 在入射光方向上，仍為自然光； ? 在其它方向上為部分偏振光。 167。 110光的吸收，色散和散射 ? 進一步研究表明，散射光譜中，除有與入射光頻率 ?0 相同的譜線外，還有頻率為ω0 177。 ω1 ,ω0 177。 ω2, …… . 的強度較弱的譜線。其中 ω1 ω2對應于散射物質(zhì)的分子固有振動頻率。 ? 這種現(xiàn)象稱為喇曼（ Ramen）散射。此方法是研究分子結(jié)構的一種很重要的方法。 第一章完
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