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1、补充内容光的吸收、散射和色散1 光的吸收一、一般吸收 光在通过介质时，电场矢量使介质分子做受迫振动，将能量传递给分子，使光的能量衰减。一般吸收的特点：1、吸收量小；2、吸收系数随波长的变化很小，在一定波长范围内可以视为常数；二、朗伯比尔定律设：强度为I的光，在通过厚度为dx的介质 层后，衰减dI，实验表明其中 为介质的吸收系数。通过介质后dxIdIxdx0I0II-dIxeII0 x实验表明：对于溶液，吸收系数正比于液体浓度，即=Kc，代入上式得 朗伯比尔定律在仪器分析中，常将朗伯比尔定律改写为kcxeII0clIIA0lgA 称之为吸光度 称之为消光系数三、选择吸收和吸收光谱 介质对某些特定
2、波长或波段的电磁波会产生强烈吸收。 选择吸收与分子键的固有频率有关。 选择吸收的特点： 1、吸收量大； 2、吸收随波长变化急剧；物质的吸收光谱与光谱分析n通过分光光度计记录物质的吸光度随波长的变化曲线吸收光谱。n分光光度计的基本流程n光谱分析简介光源准之系统狭缝样品色散检测系统二甲苯的吸收光谱F117 隐形战机大气在红外区的七个“窗口”n大气中对红外区的主要吸收成分是臭氧、二氧化碳、和水蒸气。100%/窗口透光率12345671482 光的散射一、光散射现象：一束光在通过不均匀介质时，向四面八方散开的现象称为散射。二、散射现象的分类 按散射物几何尺寸的大小分为 Tyndall 散射（尺度0.3
3、） Rayleigh 散射（尺度分子大小）不均匀介质Tyndall 散射n这类散射主要发生在光通过悬浮颗粒介质时（如：乳浊液、烟雾、蒸汽、灰尘等）nTyndall 散射的特点 散射光强度与入射光波长的关系不大。例如 水蒸气对白光的散射，蓝天中的白云等。 Rayleigh 散射（尺度分子大小）n由于分子热运动原因，造成介质中局部密度不均匀涨落，从而引起光的散射。nRayleigh 散射的特点：散射光强随波长变化急剧。按偶极辐射原理n散射光谱分析 ：大气污染信息研究rpE2442/1 EIs三、散射光的偏振态n如图所示zx py入射自然光入射自然光 B 散射光散射光(部分偏振光部分偏振光) 散射光
4、散射光 (线偏振光线偏振光) 散射光散射光 (自然光自然光)散射光的偏振态n当自然光入射时，只有在垂直光线方向为线偏振光。n逆着光线看为自然光；n其余方向为部分偏振光。四、Raman散射n1928年印度物理学家C.V.Raman发现，在散射光中除具有与入射光频率相同的Rayleigh散射线外，在原谱线两侧还对称分布着一些其他谱线.;2010Raman散射的基本规律n在每条原始谱线（0）两侧对称分布有两条谱线，长波一侧的称为斯托克斯线，短波一侧的称为反斯托克斯线。n频差与入射光频率无关，由物质结构决定。n斯托克斯线的强度远大于反斯托克斯线的强度。Raman散射原理n射入射光电矢量为E=E0cos
5、0t ，分子的感应偶极矩为p=eEn如果分子以一定角频率j振动，这将直接影响到分子的极化率，设想e=0+jcosjt，ttEtEttEtEtEtpjjjjjje)cos()cos(21coscoscoscoscos)cos(00000000000000Raman散射的量子原理n跃迁能级图E4E3E1E2Rayleigh散射Raman散射0Raman散射谱特点n与红外谱具有一定的互补性；n谱线可移动至可见区便于测量；n谱带重叠少、特征明显便于分析；n由于上述优点，激光拉曼技术被广泛使用在生物大分子结构研究方面；3 光的色散一、光的色散：光在介质中的传播速度随波长变化而异的现象称为色散。由于n=c/v，所以介质的折射率也是波长的函数。二、正常色散科稀公式42CBAnn玻璃三、色散现象的经典解释n在分子的固有频率附近，将发生共振吸收，分子的振动加剧，严重干扰电磁波在介质中的传播行为。n反常色散区发生在介质分子的共振吸收带附近。不同玻璃的色散曲线石英的反常色散不同区域的反常色散