光熱光譜

光熱光譜(photothermic spectrum)是指因光熱效應生成的熱能量按照輻射光波長的分布。作用於材料並將一部分能量轉變為熱能的現象稱為光熱效應。對強度不高的光引起的光熱效應,經典理論和量子理論均可給以圓滿的解釋

基本介紹

  • 中文名:光熱光譜
  • 外文名:photothermic spectrum
  • 特徵:熱能量按照輻射光波長的分布
理論詮釋,技術套用,

理論詮釋

從紫外到紅外波長範圍的電磁輻射作用於物質時,原子質量相對於光子能量來說太大,不會有明顯反應,光只和其中的電子直接作用。所以,材料的光學性質由其價電子(束縛或自由)的能態決定。束縛電子回響較弱;自由電子則可吸收場的能量而被加速。外場周期變化,振盪電子可通過再輻射而釋放所吸收的能量,或者與材料的原子頻繁碰撞,將能量傳給晶格。前者即表現為光反射,而後者則最終將光能轉變為熱能
光波長λ由於大於原子間距,材料對光的回響可恰當地用巨觀量,如復折射率=n-iχ來描述。實部n即普通 的折射率消光係數χ則表示光波的衰減。反射率R吸收係數α可用nχ表示為:
R=[(nn0)+χ]/[(n+n0)+χ],α=4πχ/λ
式中n0為空氣折射率,而Rα均依賴於光波長,正是這種依賴關係決定著光熱效應的譜分布。

技術套用

雷射器發明以後,具有高能量密度雷射被廣泛套用於與物質的相互作用。雷射如強於10瓦/厘米時,材料的光學性質會發生變化,如折射率的變化。另一束光通過介質時(或接近介質的空氣)會產生一定的偏轉,用位置靈敏探測器精密測量光束的偏轉。這種方法稱為光熱偏轉光譜,它是一種靈敏度極高的檢測技術,可用來檢測材料的成分、結構等參數
基於入射輻射探測器元件加熱的原理已研製出輻射熱電偶、輻射熱電堆、輻射熱測量器等探測器。這些探測器對光的回響度均與光的波長有關,這種依賴關係稱為探測器的光譜靈敏度或光譜的回響度。它是探測器的重要技術指標

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