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光透过物质形成光谱后的关系

发布时间:2020-10-12 09:10:58         点击:232

光与物质相接触时,作用的性质随光的波长(或能量)及物质的性质而异。光可以透过物质,也可以被物质吸收、反射、散射或发生偏振等。另一方面,当物质受到电磁辐射或其他能量(如电能或热能)作用被激发后又往往会以光的形式将能量释放出来。这些光学光谱与物质作用的相互关系,提供了建立光谱分析法的依据。

光透过物质变成光谱的区别

光透过物质变成光谱的区别

一、透射与散射

当光通过透明介质时,它的速度在真空中较慢,说明光与该物质发生了某种作用。在透射过程中,光只是引起了微粒的价电子相对于原子核的振动,从而引起微粒的周期性极化。极化所需要的能量()只是瞬时地被微粒所保留,当物质回到原来的状态时,又毫无保留地将能量()重新发射出来。在这个过程中没有净能量的变化,因此光的频率不变,只是传播速度减慢了。

如果介质的粒子很小(例如离子、原子和分子等),由于破坏性干涉的结果,光束仍保持原来的传播方向。但是,当介质的粒子较大(如聚合物分子、胶体微粒子等)时,则因破坏性干涉不完全,将有一部分光沿其他方向传播,形成散射现象。散射现象提供了建立散射浊度分析法、比浊度分析法及拉曼光谱分析法的依据。不过,拉曼光谱的拉曼散射不同于普通散射,它经过了量子化的频率变化。

二、折射与色散

光从一种透明介质进入另一种透明介质时,光束的方向发生改变,这种现象称为光的折射。由折射定律可知:折射光线位于入射面内,入射角和折射角正弦之比,对二种一定的介质来说,是一个和入射角无关的常数。

光的色散现象是1665年牛顿发现的。他令一束近乎平行的白光通过玻璃棱镜,在棱镜后的屏上得到一条彩色光带。光的色散表明,不同颜色(波长)的光的折射率不同。即折射率是波长的函数:n=f(2)。是几种介质的折射率n与波长关系的曲线。

波长增加时折射率n和色散率dn/dλ都减小,这样的色散称为正常色散。所有不带颜色的透明介质,在可见光区域内,都表现止常色散,即紫光折射率比红光折射率大些。所以用棱镜产生的光谱,紫色一端要比红色一端展开得大得多。还可看出,各种介质的色散曲线的形状都不--样,所以不同材料做成的棱镜,光谱对应的谱线间隔不同。

光的透射,散射,折射和色散的研究促进了许多光谱仪器的研发,光谱仪器的出现使得很多东西变得便于检测和分析,并且光的分析大多数都环保和快速,对方方面面的发展起到重大的作用。

 

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