物质对光的吸收
物质 可见光吸收为负值
物质可见光吸收为负值引言在研究物质的光学性质时，我们通常关注物质对可见光的吸收能力。
然而，有时我们会遇到一种特殊情况：物质对可见光的吸收能力为负值。
这看似违反常理，但实际上却是由于一些特殊现象所导致的。
本文将详细介绍物质可见光吸收为负值的原因、相关实验和应用。
物质可见光吸收为负值的原因通常情况下，物质对可见光的吸收是正值，即物质会吸收入射光中的一部分能量。
这是由于物质与入射光相互作用时，电磁波与电子之间发生共振现象，导致电子从低能级跃迁到高能级，并吸收了能量。
然而，在某些特殊情况下，物质对可见光的吸收可以变得非常复杂。
一个重要的例子是金属表面上出现的等离子体共振现象。
当金属表面被激发时，自由电子在外加电场作用下发生共振振荡，形成等离子体。
这种等离子体共振可以导致金属对入射光的吸收减小，甚至出现负值。
具体来说，金属表面的等离子体共振会导致入射光在金属表面上发生界面反射和透射。
当入射光的频率与等离子体共振频率匹配时，界面反射会减小，透射增强。
这样就导致了物质对可见光的吸收为负值。
实验验证为了验证物质可见光吸收为负值的现象，科学家们进行了一系列实验。
其中一个经典的实验是通过测量金属薄膜的反射率来研究等离子体共振现象。
在实验中，科学家们使用电磁波谱仪测量金属薄膜在不同波长下的反射率。
他们发现，在特定波长下，金属薄膜的反射率明显降低，并且在该波长附近出现了一个明显的谷值。
这表明金属对入射光的吸收为负值。
除了实验测量外，科学家们还使用计算模拟的方法来解释物质可见光吸收为负值的现象。
他们通过求解麦克斯韦方程组，模拟了电磁波在金属表面上的传播和相互作用过程。
这些模拟结果与实验观测一致，进一步支持了物质可见光吸收为负值的现象。
应用领域物质可见光吸收为负值的现象在科学研究和技术应用中具有重要意义。
以下是一些相关领域的应用示例：光伏材料在太阳能电池中，材料对太阳光的吸收是非常重要的。
通过调控材料表面等离子体共振现象，可以实现对太阳光吸收效率的提高。
吸光光度法知识点
第九章吸光光度法知识点吸光光度法是基于分子对光的选择性吸收而建立的一种分析方法，包括比色法、紫外一可见吸光光度法、红外光谱法等。
1．吸光光度法的基本原理①物质对光的选择性吸收：当光照射到物质上时，会产生反射、散射、吸收或透射。
若被照射的物质为溶液，光的散射可以忽略。
当一束白光照射某一有色溶液时，一些波长的光被溶液吸收，另一些波长的光则透过，溶液的颜色由透射光的波长所决定。
吸收光与透射光互为补色光(它们混合在一起可组成白光)。
分子与原子、离子一样，都具有不连续的量子化能级，在一般情况下分子处于最低能态(基态)。
当入射光照射物质时，分子会选择性地吸收某些频率的光子的能量，由基态跃迁到激发态(较高能级)，其能级差E激发态一E基态与选择性吸收的光子能量hv的关系为Hv=E激发态一E基态分子运动包括分子的转动、分子的振动和电子的运动。
分子转动、振动能级间隔一般小于1 eV，其光谱处于红外和远红外区。
电子能级间的能量差一般为1～20 eV，由电子能级跃迁而产生的吸收光谱位于紫外及可见光区，其实验方法为比色法和可见-紫外吸光光度法。
②吸收曲线：以波长为横坐标，以吸收光的强度为纵坐标绘制的曲线，称为吸收光谱图，也称吸收曲线。
它能清楚地描述物质对不同波长的光的吸收情况。
③光的吸收定律——朗伯一比尔定律：当一束平行单色光垂直通过一厚度为b、非散射的均匀吸光物质溶液时，吸光物质吸收光能，致使透射光强度减弱。
若用I。
表示入射光强度，I t表示透射光强度，I。
与I t之比称为透光率或透光度T，T=I。
/I t，吸光物质对光的吸收程度，还常用吸光度A表示，A=lgT=log I。
/I t。
实验证明，当一束平行单色光垂直照射某一均匀的非散射吸光物质溶液时，溶液的吸光度A与溶液浓度c和液层厚度b的乘积成正比，此即朗伯一比尔定律，其数学表达式为A=lgT=log I。
/I t =abc式中，a为吸收系数。
溶液浓度以g·L-1为单位、液层厚度以cm 为单位时，a的单位为L·g-1·cm-1。
紫外吸收原理
紫外吸收原理紫外吸收原理是指物质对紫外光的吸收作用。
紫外线是一种波长较短的光线，它对人体和物质都具有一定的危害性。
而紫外吸收原理则是利用特定的物质来吸收紫外线，从而保护人体和物质的安全。
下面将从分子结构和作用机理两个方面来介绍紫外吸收原理。
首先，我们来看一下紫外吸收原理的分子结构。
在有机化合物中，通常含有具有共轭结构的芳香族或烯丙基结构的化合物，这些结构可以吸收紫外线。
这些结构中的π电子能级与紫外光的能级非常接近，因此当紫外光照射到这些化合物上时，π电子会发生跃迁，从而吸收紫外光。
这种分子结构使得这些化合物具有很好的紫外吸收性能，可以有效地吸收紫外线，保护人体和物质不受紫外线的伤害。
其次，我们来了解一下紫外吸收原理的作用机理。
当紫外光照射到含有共轭结构的化合物上时，这些化合物会吸收紫外光的能量，从而使得π电子跃迁到高能级。
这样一来，紫外光的能量就被化合物吸收了，不会再对人体和物质产生危害。
而且，这些化合物吸收紫外光后会发生分子内部的构象变化，使得其吸收紫外光的能力更加强化，从而提高了紫外吸收效果。
因此，通过合理选择具有共轭结构的化合物，可以实现对紫外线的高效吸收，从而达到保护的目的。
总的来说，紫外吸收原理是利用具有共轭结构的化合物来吸收紫外光的能量，从而保护人体和物质的安全。
这种原理不仅在日常生活中得到了广泛应用，比如防晒霜、太阳镜等产品中都含有紫外吸收剂，还在工业生产中起到了重要的作用，比如塑料、涂料等材料中也添加了紫外吸收剂。
因此，了解紫外吸收原理对我们选择合适的防护产品和材料具有重要的意义。
综上所述，紫外吸收原理是一种利用化合物吸收紫外光的原理，通过合理选择具有共轭结构的化合物，可以实现对紫外线的高效吸收，从而达到保护人体和物质的目的。
希望通过本文的介绍，能够增加大家对紫外吸收原理的了解，从而更好地保护自己免受紫外线的伤害。
(一)物质对光的选择性吸收
第三节 吸光光度法一、测定原理基于物质对光的选择性吸收而建立的分析方法称为吸光光度法，包括比色法、可见分光光度法及紫外分光光度法等。
本章重点讨论可见光区的吸光光度法。
有些物质的溶液是有色的，例如4KMnO 溶液呈紫红色，227K Cr O 水溶液呈橙色。
许多物质的溶液本身是无色或浅色的，但它们与某些试剂发生反应后生成有色物质，例如3Fe +与3Fe +生成血红色配合物； 2Fe +与邻二氮菲生成红色配合物。
有色物质溶液颜色的深浅与其浓度有关，浓度愈大，颜色愈深。
如果是通过与标准色阶比较颜色深浅的方法确定溶液中有色物质的含量，则称为目视比色法，如果是使用分光光度计，利用溶液对单色光的吸收程度确定物质含量，则称为分光光度法。
吸光光度法主要用于测定试样中的微量组分，具有以下特点：(1)灵敏度高。
常可不经富集用于测定质量分数为210-～510-。
的微量组分，甚至可测定低至质量分数为610-～810-的痕量组分。
通常所测试的浓度下限达510-～610-1mol L -⋅。
(2)准确度高。
一般目视比色法的相对误差为5％～l0％，分光光度法为2％～5％。
(3)应用广泛。
几乎所有的无机离子和许多有机化合物都可以直接或间接地用分光光度法进行测定。
不仅用于测定微量组分，也能用于高含量组分的测定及配合物组成、化学平衡等的研究。
如农业部门常用于品质分析、动植物生理生化及土壤、植株等的测定。
(4)仪器简单，操作方便，快速。
近年来，由于新的、灵敏度高、选择性好的显色剂和掩蔽剂的不断出现，以及化学计量学方法的应用，常常可以不经分离就能直接进行比色或分光光度测定。
（一）物质对光的选择性吸收1．光的基本性质光是一种电磁波，同时具有波动性和微粒性。
光的传播，如光的折射、衍射、偏振和干涉等现象可用光的波动性来解释。
描述波动性的重要参数是波长()m λ、频率()Z H υ，它们与光速c 的关系是：341310cc J sm s E h h λυυλ--=⨯==c λυ= (10．1)在真空介质中光速为2.9979810⨯1m s -，约等于81310m s -⨯还有一些现象，如光电效应、光的吸收和发射等，只能用光的微粒性才能说明，即把光看作是带有能量的微粒流。
分光光度法的原理是什么
分光光度法的原理是什么分光光度法是一种用于测定物质浓度或溶液中某种物质含量的方法，它利用物质对光的吸收或透射特性来进行分析。
这种方法是化学分析中常用的一种定量分析方法，具有灵敏度高、准确度高、操作简便等优点。
分光光度法的原理主要涉及光的吸收、透射和比色原理。
首先，我们来看光的吸收。
当物质处于激发态时，它会吸收特定波长的光，这种吸收是由于物质分子内部的电子跃迁所引起的。
分子吸收光的能力与其分子结构、电子能级、分子振动等因素有关。
根据分子的吸收特性，我们可以利用分光光度法来测定物质的浓度。
其次，光的透射也是分光光度法的原理之一。
当光通过物质时，部分光会被物质吸收，而剩余的光则会透射出来。
透射光强度与物质的浓度成正比，这为我们提供了一种测定物质浓度的方法。
通过测量透射光强度，我们可以推断出物质的浓度，从而实现定量分析。
最后，比色原理也是分光光度法的重要原理之一。
在分光光度法中，我们常常会使用比色皿或比色皿来进行测定。
这种比色皿可以使我们测量样品溶液的吸光度，进而推断出物质的浓度。
比色皿的选择、使用方法和测量条件都会对实验结果产生影响，因此在进行分光光度法分析时需要严格控制这些因素。
总的来说，分光光度法是一种基于物质对光的吸收或透射特性进行定量分析的方法。
它的原理涉及光的吸收、透射和比色原理，通过测量样品溶液的吸光度或透射光强度，我们可以推断出物质的浓度。
分光光度法具有操作简便、准确度高、灵敏度高等优点，因此在化学分析领域得到了广泛的应用。
通过深入了解分光光度法的原理，我们可以更好地掌握这种分析方法，为科研工作和实验室分析提供有力的支持。
光和物质相互作用的三个过程
光和物质相互作用的三个过程在日常生活中，光和物质的相互作用无处不在，从阳光照在窗台的温暖感觉，到霓虹灯下的五光十色。
今天，我们就来聊聊光和物质之间的三种主要互动方式：吸收、反射和折射。
听起来有点儿复杂，但别担心，我们慢慢来探讨。
1. 吸收：光的“消失”1.1 吸收的基本概念首先，光的吸收是指光进入物质后，被物质“吞噬”了。
比如说，你站在阳光下，感到暖洋洋的，这就是阳光被你身上的衣物吸收了。
光在这里被转化为热量，物质变得暖和起来。
1.2 吸收的例子想象一下夏天你穿的黑色衣服，太阳照在你身上，黑色衣服吸收了大量的阳光，因此你会觉得特别热。
这就是光的吸收作用。
黑色吸收光的能力强，而白色则反射光，所以你会觉得穿白色衣服要凉快些。
2. 反射：光的“弹跳”2.1 反射的基本概念接下来，我们谈谈反射。
光的反射就是光碰到物体表面时，像弹球一样“弹回”去。
简单来说，就是光“照”在物体上，然后回到你的眼睛里，这样你才能看到物体的样子。
比如你在镜子前面，镜子里的你就是通过光的反射看到的。
2.2 反射的例子举个例子，如果你在湖边看到自己的倒影，那就是光被湖水表面反射了。
镜子也是类似的原理，光在镜子表面弹回，所以你能看到自己。
你也可以想象一下，车灯照在路上，车灯的光线在道路上反射，照亮了前方的路。
3. 折射：光的“弯曲”3.1 折射的基本概念最后，我们来聊聊折射。
光的折射就是光线穿过不同密度的物质时，发生弯曲的现象。
你可以把它想象成光在水里游泳，水的密度改变了光的游泳路线。
比如，当光从空气进入水中时，它会发生弯曲，这就是折射。
3.2 折射的例子举个常见的例子，当你把一根直棍子插进水里，你会发现那根棍子看起来像是弯曲了一样。
这是因为光从空气进入水中，改变了传播方向。
还有，眼镜的原理也是基于折射，通过特殊设计的镜片，改变光线的折射路径，让你看得更清楚。
总结所以，无论是光的吸收、反射还是折射，它们都在悄悄影响着我们的世界。
光和物质的互动就像是一场无声的舞蹈，展示着自然界中那最基本的规则。
光吸收定律
光吸收定律光吸收定律是光谱学中的一个基本概念，描述了物质对于不同波长的光吸收的规律。
本文将从以下几个方面对光吸收定律进行详细介绍。
一、光谱学基础知识在介绍光吸收定律之前，需要先了解一些光谱学的基础知识。
1. 光谱：指将可见光按照波长分成一系列颜色，形成的连续或离散的条纹。
2. 光谱仪：用于分离和测量不同波长的光线，并将其转换为电信号输出的仪器。
3. 分子能级：分子在不同能量状态下所处的状态。
4. 能级跃迁：分子从一个能级跃迁到另一个能级所释放或吸收的能量。
二、光吸收定律定义根据光谱学中的实验结果，发现物质对于不同波长（或频率）的电磁辐射有选择性地吸收或透过。
这种现象被称为物质对于辐射的选择性吸收。
而根据实验结果得到了著名的“比尔-朗伯-伯勒特定律”，即物质在一定波长范围内对于辐射的吸收与物质浓度成正比，与辐射强度成反比。
这个定律被称为光吸收定律。
三、比尔-朗伯-伯勒特定律比尔-朗伯-伯勒特定律是光吸收定律的数学表达式，它描述了物质对于单色光（即波长相同）的吸收规律。
该定律可以表示为：A = εlc其中，A表示吸光度，ε表示摩尔吸光系数（或摩尔消光系数），l表示样品厚度，c表示物质浓度。
这个公式表明，在一定波长下，物质对于辐射的吸收与其浓度成正比，与样品厚度成正比。
而摩尔吸光系数则是一个常数，它描述了单位浓度下物质对于辐射的吸收程度。
四、分子能级和能级跃迁分子在不同能量状态下所处的状态被称为分子能级。
分子能级可以由外部能量激发而产生变化。
当分子从一个高能量态向低能量态跃迁时，会释放出一定波长的辐射，这个现象被称为发射。
而当分子从低能量态向高能量态跃迁时，会吸收一定波长的辐射，这个现象被称为吸收。
五、光谱学应用光谱学是一门研究物质结构、性质和反应机理的重要科学。
它广泛应用于化学、生物化学、环境科学等领域。
下面列举一些光谱学应用：1. 紫外可见光谱：用于测定分子中含有的双键、三键等共轭体系。
2. 红外光谱：用于测定分子中含有的官能团（如羧基、酮基等）以及分子结构。
光与物质的相互作用
光与物质的相互作用首先，光与物质的相互作用是基于光的性质和物质的结构与特性之间的相互关系。
光是一种电磁波，具有能量和动量。
物质则包括原子、分子和更大尺度的结构，具有不同的物理和化学性质。
光与物质之间的相互作用可以通过吸收、反射、散射、折射、透射等方式实现。
光的吸收是指物质吸收光的能量，导致其内部的原子、分子或电子发生相应的能级变化。
这些能级变化可能是电子从低能级跃迁到高能级，也可能是振动或转动的能级发生变化。
当光被吸收后，物质会发生各种不同的反应，如产生热量、发光、化学反应等。
光的反射是指光线从物质表面弹回的过程。
根据菲涅尔定律，入射角等于反射角，反射的方向与入射角度相对称。
这一反射现象在日常生活中经常可以观察到，如镜子、金属表面的反射。
反射还可以通过光的波长和物质的表面结构来调节，例如光的波长与物体的尺寸相当时，会出现衍射现象。
散射是指光在物质中传播时，由于与物质的结构变化相互作用而改变传播方向的过程。
散射可以分为弹性散射和非弹性散射两种形式。
弹性散射是指光子和物体之间没有能量和动量的交换，例如雷射光在空气中的散射。
非弹性散射则是指光子和物体之间有能量和动量的交换，通常伴随着能级变化，如拉曼散射和布喇格散射。
光的折射是指光线从一个介质传输到另一个介质时，由于介质的密度和折射率不同而改变传输方向的过程。
根据斯涅尔定律，入射角和折射角满足的关系为n1*sinθ1=n2*sinθ2，其中n1和n2分别为两种介质的折射率。
这一折射现象在光的传输和光学器件中具有重要的应用，如透镜、棱镜等。
光的透射是指光线穿过物质的过程。
透射通常发生在介质具有较低的折射率或较小的吸收能力时，使光线能够通过物质而不被吸收或反射。
透射可以是透明的，如玻璃、水等；也可以是半透明的，如糖浆、软木等。
物质对光的透射性质可以通过其折射率和吸收系数来描述。
除了上述基本的光与物质的相互作用方式外，光与物质之间还存在一些更特殊的相互作用效应，例如光的激发和放射、光的量子效应、光的相干特性等。
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§10-1 物质对光的吸收
物质对光的吸收是指物质对于照射在其上之光吸 收，不同物质对光的吸收一般不同。我们看到万物的 各种颜色即是其吸收。
§1 光的分类 §2 物质颜色的形成 §3 吸收曲线 §4 光的吸收定律
1.光的分类
可见光 波长为400nm~750nm
不可见光
紫外光 波长小于400nm 红外光 波长大于760nm
蓝绿
绿 黄绿 黄
绿蓝
橙
蓝 紫 紫红 红
二、 物质颜色的形成
物质的颜色与光的关系
物质的颜色正是由于物质对不同波长的光 具有选择性吸收作用而产生的。当一束白光通 过某一溶液时，若溶液不吸收可见光，则白光 全部通过，溶液为无色透明；若溶液选择性地 吸收了某种颜色的单色光，则它就呈现出被吸 收光的互补光。例如，当白光通过KMnO4溶液 时，MnO4-选择地吸收了绿色光，所以KMnO4 溶液呈紫红色。
物质的颜色与光的关系
★ ① 溶液对可见光几乎全部吸收，则溶液不透光， 呈现黑色。
光谱示意
表观Байду номын сангаас象示意
完全吸收
黑色
物质的颜色与光的关系
★ ② 溶液对各种颜色的光透过程度相同，则溶液 呈现无色透明。
光谱示意
表观现象示意
完全透过
无色透明
物质的颜色与光的关系
★ ③溶液只选择性的吸收可见光中的某一单色 光， 则溶液呈现它吸收光的互补光。
光度最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax。
吸收曲线的物理意义：
②不同物质它们的吸收曲线形状和λmax不同。
这特性可作为物质定性分析的依据。
B A
A
ma(xA)
ma(xB)
吸收曲线的物理意义：
③不同浓度的同一种物质，形状和λmax不变，只是吸 收程度要发生变化，表现在曲线上就是曲线的高低发生 变化。浓度越大，吸光度也越大。此特性可作为物质定 量分析的依据。
增 大 C
课堂小结：
1、光的分类 2、物质颜色的形成 3、吸收曲线
课堂练习：
1、下列哪一种光的波长可能为780nm（ B ）。 A. 黑色光 B.红外光 C.紫外光 D.红色光
2、硫酸镍溶液呈现绿色是因为吸收了哪一种光（C ）。 A. 蓝色光 B. 黄色光 C. 紫红色光 D. 红色光
3、波长的单位是 ( D ) A. m B. cm C. mm D. nm
1.光的分类
10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm
x 射射 线线
紫红 外外 光光
微
无
波
线
电
波
可见光 紫 蓝青绿黄 橙 红
单色光、复合光、互补光
单色光 复合光
互补光
单一波长的光
由不同波长的光组合而成的光 若两种不同颜色的单色光按一定的强度比 例混合得到白光，那么就称这两种单色光 为互补色光，这种现象称为光的互补。
注：溶液颜色的深浅，取决于溶液吸光物质浓度的高低。
物质颜色与吸收光颜色关系
/nm 400-450 450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-610 610-650 650-780
吸收光颜色 紫
蓝 绿蓝 蓝绿
绿 黄绿
黄 橙 红
物质颜色 黄绿
黄 橙 红 红紫 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
光谱示意
表观现象示意
吸收黄色光
蓝色
三、吸收曲线
将不同波长的光依次通过一定浓度的有色溶液，分别测
量有色溶液对不同波长单色光的吸收程度。以波长λ为横坐
标，吸光度A为纵坐标作图，所得的曲线称为吸收曲线或吸
收光谱。
末 端 吸 收
最大吸收峰 肩峰
峰谷
描述了物质对不同波长光的吸收能力。
吸收曲线的物理意义：
①同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸