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1、第15章 光与物质相互作用,15.1 分子光学的基本概念,15.2 光的散射,15.3 光的吸收,15.4 光的色散,15.1 分子光学的基本概念,一、 电偶极子模型,带电粒子受力, 电场力, 其他电荷给的弹性力, 电磁辐射阻尼力,固有频率,阻尼系数,稳态解,稳态解,感生电偶极矩,当 0 振幅最大,二、 带电粒子分类,原子核、离子重振子,惯性大，在频率较低 的红外光中才能振动。,电子振子很轻,在可见光照射下能振动。,各向同性介质： 是常数,一般电偶极矩, ： 分子的极化率,各向异性介质： 与外电场方向有关，是张量。,方向关系复杂。,入射光(自然光),散射光,照射N个分子，沿r方向散射光强,对稀
2、薄气体,瑞利散射,15.2 光的散射,(由于分子热运动，瑞利散射属非相干散射),蓝天 红太阳,散射光偏振状态,一个偶极子(分子)产生的散射光强,（1）媒质的不均匀度a 的媒质散射瑞利散射,（2）大颗粒媒质(浑浊媒质、烟、雾等)散射对波长无选择。,瑞利散 射区,散射概率,米氏散射区,白云,稀薄气体的散射,分子数密度小，无规热运动，,宇航员在太空看到的天空和太阳。,（3）拉曼散射 (1928年),光源,散射物质,紫伴线 (反斯托克斯线) 更弱,红伴线 (斯托克斯线) 弱,0分子的固有频率。,分子的固有频率不止一个，所以拉曼光谱中还有,瑞利散射 (强),15.3 光的吸收,I -dI,朗伯特定律,真吸收,散 射, 与波长无关时称普遍吸收，() 为选择性吸收,15.4 光的色散,1、任何光学材料都有色散。,2、正常色散： n ,3、反常色散：处于吸收带附近。,棱镜光谱,