2022-2023学年高二物理竞赛课件：吸收随频率（波长）的变化

吸收随频率（波长）的变化 吸收随频率（波长）的变化 介质的吸收系数 物质对光的吸收具有波长选择性。绝大多数物质呈现的颜色，都是物质对可见光进行选择性吸收的结果。 光学材料 透明波段（nm） 光学材料 透明波段（nm） 冕牌玻璃 3502000 萤石（CaF2） 1259500 火石玻璃 3802500 岩盐（NaCl） 17514500 石英（SiO2） 1804000 氯化钾（KCl） 18023000 光的色散 色散介质折射率实部随频率的变化 上式说明，一般介质是色散的 色散类型 正常色散：在透明区，折射率随波长增加而减小 反常色散：在吸收区，折射率随波长增加而增加 柯西公式反映正常色散的经验公式 A、B、C是介质决定的常数 洛伦兹模型对色散、吸收的解释 分别绘出实部、虚部与频率的关系曲线 由下面两式解出复折射率的实部和虚部 折射率的实部n和虚部与频率的关系 折射率-频率曲线的说明 当远离固有频率0时，折射率的实部n随频率的增加而增加，且折射率的虚部很小，因此吸收很小，可以忽略，这就是正常色散 （适用科希公式 ） 当接近固有频率0时，折射率的实部n随频率的增加而减小，且折射率的虚部很大，因此吸收很大，这就是反常色散 2.4 平面波的叠加 衍射、干涉等基本光学现象都涉及多光束叠加 平面波是最简单的光波形式 任意复杂光波可以分解为平面波 叠加以平面波开始 线性叠加原理 线性介质中，两个或两个以上的光波空间重叠时，重叠区域中各点的扰动是各个光波单独存在时扰动的矢量和 独立传播原理 光波在线性介质的某个空间相遇后，离开时保持各自原来的属性不变，互相完全不受影响 仅空间相位不同的两光波叠加 E20 E10 S1 S2 z 代数方法叠加 相幅矢量方法叠加 在复空间里，画出平面波的复振幅，其长度代表振幅，其与实轴ox之间的夹角为相位差 几个相幅矢量按矢量代数相加得到的和矢量就是叠加结果 x E1 E2 E o 1 2  N>2个复振幅叠加  x o E E1 E2 E3 E4 E5 2 3 4 5 E0 $