8.4光的吸收, 色散和散射
一束平行光照射材料时, 一是部分光的能量被
吸收, 其强度将被减弱；二是介质中光的传播
速度比真空中小, 且随波长而变化产生色散现
象；三是光在传播时, 遇到结构成分不均匀的
微小区域, 有一部分能量偏离原来的传播方向
而向四面八方弥散开来, 即发生散射现象, 其
中光的吸收和散射都会导致原来传播方向上的
光强减弱 。 这些现象与光和物质的相互作用有
更多的联系 。
8.4.1.光的吸收
一, 光的吸收与频率 （ 或波长 ） 的关系
将 n和 ?对 ?作曲线, 得出色散曲线 。
由于 ?在共振频率时有一个最大值, 因此它是反
映光波通过材料时能量的损失, 称 ?为吸收率 。
材料的光吸收系数和 ?有如下的关系：
介质的吸收可归并到一个复数折射率的概念中去，
其虚部反映了因介质的吸收而产生的电磁波衰减。
2022222
0
0
0
2
)(2 ????
??
? g
g
m
Nen
????
?
?? ?? 4
对于光学元件（如光窗、棱镜、透镜等）需要的材料能
透过波长范围愈广愈好，最好是能找到透过紫外线、可
见光和红外光的材料，但是这种材料是很难找到，因为
短波侧受材料的禁带宽度 Eg限制，其紫外吸收端相应
的波长可根据材料的禁带宽度 Eg求得。
另一端受晶格热振动的限制，它决定最长波长的透过。
因为晶体共振频率为
决定透过的最长波长, 原子的质量及键强是十分重要的 。
质量愈大, 键强愈弱, 透过的波长愈长 。
gE
hc??
???
?
???
? ??
ac MM
1122
0 ??
8.4.2 色散
在给定入射光波长的情况下, 材料的
折射率随波长的变化率称为色散率 。
最常用的数值是倒数相对色散, 即色
散系数
CF
D
nn
n
?
?? 1?
8.4.3光的散射
一, 散射的一般规律
在材料中如果有光学性能不均匀的微小结构区
域, 例如含有小粒子的透明介质, 光性能不同
的晶界相, 气孔或其它夹杂物, 都会引起一部
分光束被散射, 由于散射, 光在前进方向上的
强度减弱了, 对于相分布均匀的材料, 其减弱
的规律与吸收规律具有相同的形式
二, 散射的物理机制
三、影响散射系数的因素
SxeII ?? 0