光谱法测量普通玻璃吸收曲线.docVIP

光谱法测量玻璃的的吸收曲线 王文森 张希强 梁绍祥 （中国石油大学（华东）材料研究室，青岛266555） Abstract: different media in different wavelength of the incident light is absorbeddegree is not the same, analysis of qualitative and quantitative information, the medium can be obtained, such as through the study of absorption curves ofordinary glass, we can analysis by silica not a specific wavelength of light isabsorbed, and the spectrum of Nd: glass is of a specific wavelength of lightabsorption, with different characteristics, for different purposes. Keywords: glass, spectroscopy, absorption curve 摘要：不同材料的介质对不同波长的的入射光吸收程度是不相同的，定性的研究和定量的分析，可以获得介质的相关信息，如通过对普通玻璃的吸收曲线的研究，我们便可分析得到二氧化硅不对某一特定波长的光进行大量吸收，而谱钕玻璃却对某一特定波长的光进行吸收，利用不同的特性，用以不同的用途。 关键词：玻璃，光谱，吸收曲线 引言 光谱法是光谱分析技术的基本内容，通过实验掌握相应的研究方法，具有重要的现实意义，而研究玻璃材料对光的吸收的性质，更是对生产生活有指导作用，根据人们对不同光的需要，我们采用不同的玻璃， 实现我们的目的。 实验原理、材料与方法 2.1实验原理 当一束光穿过有一定厚度的透明介质平板时，有一部分光被反射，另有一部分光被介质吸收，剩下的光从介质平板透射出来。 设有一束波长为λ、入射光强为I0的单色平行光垂直入射到一块厚度为d的透明介质平板上，如图3-2-1所示。如果从界面1反射的光强为IR，从界面1向介质透射光的光强为I1，在界面2处的入射光强为I2 ，从界面2射出的透射光的光强为IT ，则定义介质板的光谱外透射率T和介质的光谱透射率Ti分别为 （3-2-1） （3-2-2） 图3-2-1 以上提到的I1、I2、IR和IT是指光在界面1和2上，以及在介质中多次反射和透射的总效果。 一般来说，介质对光的反射、透射和吸收不但与介质的材料有关，而且与入射光的波长有关。我们将光谱透射率Ti与波长λ的关系曲线称为透射曲线。依据朗伯-比耳定律，在均匀介质内部光谱透射率Ti与介质厚度d有如下关系 （3-2-3） 式中α称为介质的线性吸收系数，一般也称为吸收系数。吸收系数不仅与介质的材料有关，而且与入射光的波长有关。吸收系数α与波长λ的关系曲线称为吸收曲线。 设光垂直入射到厚度为d的介质上，光要从介质前后表面发生反射。如果α值很小，反射可以进行多次。若介质表面的反射系数为R，则透过样品的光强为 （3-2-4） 式中IT1、IT2、IT3 … 分别表示从界面2第一次透射、第二次透射、第三次透射…的光的光强。所以 （3-2-5） 通常介质的光谱透射率Ti和吸收系数α是通过测试由同一材料加工成的（α相同），表面性质相同（R相同），但厚度不同的两块试样的光谱外透射率后计算得出的。设两块试样的厚度分别为d1和d2，d2＞d1，光谱外透射分别为T1和T2。由（3-2-5）式可得 一般R和α都很小，故上式可近似为 （3-2-6） 即 （3-2-7） 比较（3-2-6）式和（3-2-3）式，可得 （3-2-8） 在合适的条件下，光电倍增管输出的光电流与入射光的光强成正比，因而利用光电流的输出值，就可由下式计算光谱透射率和吸收系数 （3-2-9） （3-2-10） 式中i1和i2分别表示试样厚度为dl和d2时光电