Tuesday, March 26, 2013

均匀介质不发生散射:人射光相同的频率,并且偶极子发出的次波间有一定的位相关系,它们是相干的,在非折射光的所有方向上相互抵消,所以只发生折射而不发生散射

光的吸收、反射、折射、散射和衍射 [原創 2009-8-19 17:49:13]   
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  1、 光的吸收:由於光是一種能量流,在光通過材料傳播時 ,會引起材料的價電子躍遷或使原子振動,從而使光能的一部分變成熱能,導致光能的衰減,這種現象稱為光的吸收。被吸收的光強與吸收體的厚度成正比。
2、 光的反射:光從一種介質射向另一種介質的交界面時,一部分光返回原來介質中,使光的傳播方向發生了改變,這種現象稱為光的反射。光的反射定律:反射光線與入射光線、法線在同一平面上;反射光線和入射光線分居在法線的兩側;反射角等於入射角可歸納為:“三線共面,兩線分居,兩角相等”。
3、 光的折射:當光由一種介質斜射到另一種介質時,其傳播方向發生改變這種現象叫光的折射。光發生折射後,其頻率不變,但波長和波速發生改變。光折射時,折射光線,入射光線,法線在同一平面內,折射光線和入射光線分別位於法線的兩側.折射角隨入射角的改變而改變,但兩者不等。
4、 光的散射:一束光通過介質時其中一部分光偏離主要的傳播方向,這種現象稱為光散射。現象的本質是光波電磁場與介質分子相互作用的結果。光的散射是原子或分子體系從入射光波中獲得能量後,改變傳播方向及相位,甚至改變頻率的再輻射過程。
當光波射人介質時,在光波電場的作用下,分子或原子獲得能量產生誘導極化,並以一定的頻率作強迫振動,形成振動電偶極子(偶極子是指相距很近的符號相反的一對電荷)。這些振動的偶極子就成為二次波源,向各個方向發射出電磁波。在純凈的均勻介質中,這些次波相互幹涉的結果,使光線只能在折射方向上傳播,而在其他方向上則相互抵消,所以沒有散射光出現。但當均勻介質中摻入進行著布朗運動的微粒後,或者體系由於熱運動而產生局部的密度漲落或濃度漲落時,就會破壞次波的相幹性,而在其他方向上出現放射光。
5、 光的衍射:光離開直線路徑繞到障礙物陰影裏去的現象叫光的衍射。
衍射又稱為繞射,光線照射到物體邊沿後通過散射繼續在空間發射的現象。
光衍射的本質:光的衍射與微粒的剛性反彈沒有關系,在這裏我們要用到的是光的波動性而不是光的粒子性。 道理很容易理解:由於光是波動傳播的,它走的路線自然就是如正弦函數那樣的曲線。只是在大的尺度下我們分辨不出而以為光是沿直線傳播的罷了。光的曲線走向就是光的衍射,它給了我們光偏離了運動方向的錯覺。

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