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1、第1章光谱学基础电磁辐射；基本光学过程及现象；能级跃迁与Einstein的辐射理论；谱线宽度与线型。第一节电磁辐射电磁波及波粒二象性波动性：λ，ν，k，单色平面电磁波：电磁波的强度:粒子性——光子：E，p，m，电磁波谱第二节基本物理过程及现象反射，传播和透射。光学过程传播中发生的现象（线性）Refraction(折射)：光强不变Absorption(吸收)：影响透射光强Luminescence(发光)：与入射光频率不同，各个方向；无辐射跃迁；发光效率Scattering(散射)：总光子数不变，方向和频率(也许)改变(弹性散射和非弹
2、性散射)。影响透射光强。AbsorptionE2E1ehI=Ioe-zBeer’slawI—光强（Intensity）,J/m2.s—吸收系数AbsorptionCoefficient,cm-1吸收光谱：I～λ一、光学过程的分类EmissionE2E1eh发射光谱荧光光谱磷光光谱1、分子散射：（1）、瑞利散射：可用经典受迫振动解释（2）、拉曼散射：2、晶体中的电子散射：（1）、相干散射（汤姆孙散射）（2）、非相干散射（康普顿散射）3、晶体中的声子散射：晶格振动的拉曼散射Scattering：根据散射基元不同，可分为二、光谱
3、的分类按照电磁辐射与物质相互作用的不同过程，光谱分为吸收光谱、发射光谱与散射光谱(拉曼散射谱)。按发生作用的物质微粒不同可分为原子光谱、分子光谱、固体光谱等按照波长范围(谱域)不同又可分为红外、紫外、可见光谱，X射线谱等。按照强度对波长的分布特点可分为线光谱、带光谱和连续光谱三类。例如、原子光谱和分子光谱的区别光谱（分类）名称作用物质能级跃迁类型吸收或发射辐射种类备注吸收光谱穆斯堡尔谱原子核原子核能级γ射线X射线吸收谱原子（内层电子）电子能级跃迁（低能级到高能级）X射线Z>10的重元素，自由（气态）原子原子吸收光谱原子（外层电子）
4、价电子能级跃迁（低能级到高能级）紫外线、可见光自由（气态）原子紫外、可见吸收光谱分子（外层电子）分子电子能级跃迁（低能级到高能级）紫外线、可见光红外吸收光谱分子分子振动能级跃迁（低能级到高能级）红外线顺磁共振波谱原子（未成对电子）电子自旋能级（磁能级）跃迁微波核磁共振波谱原子核原子核磁能级跃迁射频发射光谱X射线荧光光谱原子中电子电子能级跃迁（光子激发出内层电子，外层电子向空位跃迁）二次X射线（荧光）光激发（光致发光）原子发射光谱原子（外层电子）价电子能级跃迁（高能级到低能级）紫外线、可见光（原子荧光）自由原子原子荧光光谱原子（外层
5、电子）价电子能级跃迁（高能级到低能级）紫外线、可见光光激发（光致发光），自由原子分子荧光光谱分子分子能级紫外线、可见光（分子荧光）光激发（光致发光）分子磷光光谱分子分子能级紫外线、可见光（分子磷光）光激发（光致发光）对于光在耗散介质中传播的实验规律，三、光学常数引进以下参数进行描述A+R+T=1，能量守恒律A—吸收率（Absorptance）R—反射率（Reflectance）T—透射率（Transmittance）I=Ioe-z,固体对光的吸收律，Beer’slawI—光强（Intensity）,J/m2.s—吸收系数Abs
6、orptionCoefficient,cm-1光学常数:(n,);(r,i);(r,i);基本光学常数：其他光学常数：都与n，k有关。光学常数的频率依赖性叫做色散关系。对实验规律的解释，引进一系列复光学常数，用于描述介质的宏观光学性质。光学常数的频率依赖性叫做色散关系。四、经典理论解释光学常数的色散用经典模型来说明吸收和色散关系。1、洛伦兹色散理论：基于阻尼谐振子近似,适用于绝缘体和半导体。在一级近似下，光与物质的相互作用，也就是固体对光的响应可以看成阻尼谐振子体系在入射光作用下的受迫振荡。共振吸收=0,i(),
7、r(),i()取极大;等离子体(Plasma)振荡频率=0,0=0,=0,2=p2=Ne2/m0反常色散,r<0,n0,R1,金属反射区低频和高频下透明性：i(),r(),i()0，n为实，(0),()n(0)=,n()=色散曲线——Lorentz近似正常色散反常色散正常色散四个区域2、德鲁德色散理论：基于自由电子气近似，适用于金属。全反射区透明区全反射区透明区r0r(0)ppn(0)nr(a)吸收区r,rn,各个光学常数的理论色散曲线，如图所示。0吸收区低
8、频吸收区：r<0,>n,吸收与反射共存金属反射区：r<0,n0,R1等离子体(Plasma)振荡频率p：=0,r=0高频下透明性：i(),r(),i()0,n为实，()1，n()=()1第三节能级跃迁
