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颜色化学第二章物质的结构状态与光学颜色课件.ppt

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颜色化学第二章物质的结构状态与光学颜色课件.ppt

上传人:yzhlya 2022/11/26 文件大小:2.43 MB

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光束通过物质其传播受到两种影响:
(1)强度减弱(2)光速变小
强度减弱的原因是吸收和散射;
光速变小则产生色散。
色散、散射、折射、衍射等许多物理效应能产生颜色,除光本身的特性外,离不开产生这些现象的物质,或者说颜色是物质的特殊结构引起的光学效果。



区别在于对光的吸收

白光通过棱镜分为七色光,是因为不同频率的光在棱镜中的光速不同,折射率不同,发生了色散,产生了光谱.
:
(I)材料种类
一些材料的色散值(nB-nG)


蓝宝石,


(3)色散与物质结构的关系
从色散的本质看,不仅与物质的种类、密度有关,更与化学键的强度密切相关,介质内粒子间的作用力越强,色散越强。
例:
水中H-O-H间是共价键,水分子间是大量氢键,其折射率不大();
红宝石,蓝宝石主要是Al-O之间的配位键,少量的Cr-O,Ti-O,Fe-O间的配位键,折射率较大();
金刚石中的C-C间则完全是共价键,虽密度并不大,但折射率最大(),居常见物质之冠.

(1)钻石的光彩
标准圆钻:57个刻面,大部分光通过折射后从不同的刻面多次被反射出来,产生夺目的光彩.
(2)露珠和彩虹
水的折射产生色散,紫光偏折410,,晶莹的露珠闪动着多色的光彩.
一次彩虹,光线从水滴内壁穿出,直接反射出来,
二次彩虹,光线射入水滴,经两次折射再发射出.
两者不同之处是紫光与红光的顺序相反.
雨后彩虹:大量水滴的组合,形成合适的密度梯度,相当于巨大的棱镜,展现色散的效果
(3)星光闪烁
星星与地球之间有宇宙和大气层,其组成、结构的局部变化,影响密度、折射率的不断变化,色散情况的改变,引起颜色、亮度和位置的不稳定,即看到的“星星眨眼”


现象
介质的均匀性受到破坏,光线会离开原来的传播方向,向其它方向传播,称光的散射.
光的散射与颗粒大小有关,较大颗粒前向散射强于后向散射,而小颗粒的散射趋向于各向同性.
(1)瑞利散射
1871年,瑞利(Rayleigh)研究了细微质点的散射,第一个用定量的方法得出散射光强度与4成反比的定律.
适用于折射率不同于其周围介质的任何粒子,唯一限制是粒子直径必须远小于波长.
丁德尔(JohnTyndall)效应:
丁德尔第一个研究了光束通过胶体溶液的乳光现象,胶粒与分散介质产生的散射光振幅明显不同,相互不能因干涉完全抵消,我们能观察到相干后的散射现象.


可见光谱中波长较短的蓝紫光的散射比波长较长的红光强,大约是十倍的关系.
晴朗的天空,阳光普照,大气对各种波长的光散射的综合结果,使天空呈现美丽的蔚蓝色.
小水滴的线度比可见光波长大的多,各种波长的光几乎有相同的散射,产生白色的云和雾.
大气污染,颗粒比空气分子大,天空灰蒙蒙.
蓝脊山脉