第二章 电磁辐射与材料的相互作用 本章主要内容 第一节概述 第二节各类特征谱基础★ 第三节射线的产生及其与物质的相互作用★
第二章 电磁辐射与材料的相互作用 本章主要内容 第一节 概述 第二节 各类特征谱基础 ★ 第三节 X射线的产生及其与物质的相互作用 ★
关于电磁波的三个术语 ※如果所有光波同相，即峰值都重合，称之为相 干的(coherent)。非相干的光波相互干扰，导致强 度的减弱。 ※在同一方向的射线称为准直的（平行的） col l imated。电灯泡的光线是发散的，射向地球 的太阳光基本是平行的。 ※如果所有光波的频率相同（即波长一致），称 之为单色的，反之为多色的。灯泡是多色的，激光 是单色的。 a(或K)-2v=c
关于电磁波的三个术语 ※ 如果所有光波同相，即峰值都重合，称之为相 干的(coherent)。非相干的光波相互干扰，导致强 度的减弱。 ※ 在同一方向的射线称为准直的（平行的） collimated。电灯泡的光线是发散的, 射向地球 的太阳光基本是平行的。 ※ 如果所有光波的频率相同（即波长一致），称 之为单色的，反之为多色的。灯泡是多色的，激光 是单色的。 1 ( K ) 或 c
第一节 概述 1.吸收 2.发射 3.散射 4.光电离
第一节 概 述 1.吸收 2.发射 3.散射 4.光电离
1.辐射的吸收 辐射的吸收：辐射 通过物质时，其中 某些频率的辐射被 组成物质的粒子 （原子、离子或分 子等)选择性地吸 一定频 收，从而使辐射强 率的电 度减弱的现象。 磁辐射
1. 辐射的吸收 辐射的吸收：辐射 通过物质时，其中 某些频率的辐射被 组成物质的粒子 （原子、离子或分 子等）选择性地吸 收，从而使辐射强 度减弱的现象。 一定频 率的电 磁辐射
※辐射吸收的实质： 使物质粒子发生 n=4 由低能级（一般为基 态)向高能级（激发 n=3 态)的能级跃迁。 =2 hy=△E=E2-E n=1
※辐射吸收的实质： 使物质粒子发生 由低能级(一般为基 态)向高能级(激发 态)的能级跃迁。 2 1 h E E E
1.0 0.8 1-Hexene 0.6 1-Hexene Can you determine which peaks 0.4 arise from the double bond?(Hint: overlay the spectrum of hexane. 0.2 0.0 4000 3500 3000 2500 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600cm-1400 正己烯(1-己烯)
正己烯（1-己烯）
2.辐射的发射与发射光谱 ●辐射的发射：物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。 ●辐射发射实质：辐射跃迁，即当物质的粒子吸收能 量被激发至高能态(E)后，瞬间返回基态或低能态 (E)，多余的能量以电磁辐射的形式释放出来。 n=4 ●辐射发射前提：物质吸收 n=3 能量，即激发。 n=2 以辐射的形式放出 以其他形式放出。 △EE2-E, n=1 h h
2. 辐射的发射与发射光谱 以辐射的形式放出 以其他形式放出。 E E2 E1 h h ●辐射的发射：物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。 ●辐射发射实质：辐射跃迁，即当物质的粒子吸收能 量被激发至高能态(E2)后，瞬间返回基态或低能态 (E1)，多余的能量以电磁辐射的形式释放出来。 ●辐射发射前提：物质吸收 能量,即激发
※热激发：电弧、火花等放电光源 非电磁辐 和火焰等通过热运动的粒子碰撞 射激发（非 ※电（子）激发：被电场加速的电子 光激发) 轰击 激发方式 ※一次光子：作为激发源的辐 射光子 电磁辐射 荧光 ※二次光子：物质微粒受激后 激发（光 辐射跃迁发射的光子 或磷 激发)光 光光 延误时间 荧光：108~10-4s 致发光 磷光：104~10s
非电磁辐 射激发(非 光激发) 电磁辐射 激发(光 激发)光 致发光 ※ 热激发：电弧、火花等放电光源 和火焰等通过热运动的粒子碰撞 ※ 电(子)激发：被电场加速的电子 轰击 ※ 一次光子：作为激发源的辐 射光子 ※ 二次光子：物质微粒受激后 辐射跃迁发射的光子 荧光 或磷 光光 谱 激 发 方 式 荧光: 10 -8～10 -4s 磷光: 10-4～10s 延误时间
3.辐射的散射 ※辐射的散射：电磁辐射 (与物质发生相互作用)部分 偏离原入射方向而分散传播 的现象。 ※散射基元：与入射线相互作用而致其散射的 基本单元。 散射基元是实物粒子，可能是分子、原子中 的电子等，取决于物质结构及入射线波长大小 等因素
3.辐射的散射 ※ 辐射的散射: 电磁辐射 (与物质发生相互作用)部分 偏离原入射方向而分散传播 的现象。 ※ 散射基元：与入射线相互作用而致其散射的 基本单元。 散射基元是实物粒子，可能是分子、原子中 的电子等，取决于物质结构及入射线波长大小 等因素
产生散射 非选择性散射； 【散射基元与入入射波长间的关系 (德)物理学家古 斯塔夫·米 『悬浮质点>》入 米氏散射 "分子或分子聚集体<《入 瑞利散射 分子散射 拉曼散射 r电子〈《入 电子散射
产生散射 r散射基元与λ入射波长间的关系 ◆ r悬浮质点>>λ ◆ r分子或分子聚集体<<λ ◆ r电子<<λ 米氏散射 分子散射 电子散射 非选择性散射； (德)物理学家古 斯塔夫·米 瑞利散射 拉曼散射