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光的散射率,为什么散射角越大波长越大呢

时间:2022-09-10来源:华宇考试网作者:税务师考试资料
光的散射率

光的散射率?

散射光的频率与入射光一样,而其强度与频率f成正比的散射,称瑞利散射定律,由瑞利于1871年提出。此定律成立的条件是散射微粒的线度小于波长。

若入射光为自然光,不一样方向散射光的强度正比于1+cosθ,θ为散射光与入射光间的夹角,称散射角。θ=0或π时散射光仍为自然光;θ=π/2时散射光为线偏振光。

光的散射(scattering of light)是指光通过不均匀介质时一些光偏离原方向传播的情况。偏离原方向的光称为散射光。散射光频率不出现改变的有丁铎尔散射、分子散射;频率出现改变的有拉曼散射、布里渊散射和康普顿散射等。丁达尔散射第一由J.丁达尔研究是由均匀介质中 的悬浮粒子(如空气中的烟雾、尘埃)还有浮浊液、胶体等导致的散射。

真溶液不出现丁达尔散射,化学中常按照有无丁达尔散射来区别胶体和真溶液。

分子散射是由分子热运动所导致的密度涨落导致的散射。频率出现改变的散射与散射物质的微观结构相关。

为什么散射角越大波长越大?

散射能力强弱与波长确实有十分紧密的关系。光子散射有几种机理,一种叫瑞利散射,一种叫拉曼散射。瑞利散射里电磁波先被粒子吸收再被粒子发射,入射的电磁波和重发射的电磁波叠加上后生成出射波,因为重发射的过程依然不会涉及新的能级,故此,出射光的波长和出射光一样,只是出射光的能量角分布和入射光不一样。瑞利散射公式,其表达为:散射强度与波长的四次方成反比。其实就是常说的说,波长越长,也不容易被散射。这个定律用来解释天空为什么是蔚蓝的很好:因为太阳光射入大气层时,波长较短的光例如蓝色、紫色的光被强烈的散射,射向四面八方,因为这个原因,天空给人的印象是蔚蓝的。

在拉曼散射的条件下,入射光被粒子吸收后面重发射,但是,重发射的过程当中能量可以被转化为一个光子和一个声子(晶格或者分子形态的振动),声子带走入射光的一些能量,那出射光的波长要比入射光的要长,在分析出射光光谱时我们会看到入射光波长边上有一个较弱的长波长峰,这个峰叫作Stokes peak。相对应的散射的途中出射光吸收一个声子,能量增多,那出射光波长变短,对应的短波长峰叫作anti-stokes峰。因为不一样物质内部声子频率不一样,我们可以用stokes和anti-stokes的波长和入射光波长的差来判断物质内部有什么化学键,这是拉曼光谱的原理。

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