物质对光的选择性吸收

一、光的基本性质

        光：是一种电磁波，具有波粒二象性。

        ◆ 一定波长的光具有一定的能量，波长越长（频率越低），光量子的能量越低。

        ◆ 可见光的波长范围为400-750 nm，相当于光子具有3.1-1.7 eV的能量。

        ◆ 单色光：具有相同能量(相同波长)的光。

        ◆ 混合光：具有不同能量(不同波长)的光复合在一起。

        ◆ 互补光：按一定比例混合可以得到白光的两种特定颜色的光。

二、物质对光的选择性吸收

        1、物质显色

        物质的颜色是因其吸收了某一颜色的光，呈现出了互补光的颜色。

        【思考：高锰酸钾和硫酸铜分别吸收什么颜色的光？】

        2、选择性吸收

        (1) 同一种物质对不同波长的光表现出不同的吸收能力，称之谓选择吸收现象。

        (2) 不同的物质对光的选择吸收性质是不同的。

        (3) 物质并不是对单一波长的光进行吸收，而是吸收一个波长带的光。

三、量子解释

        电子能级E电——电子相对于原子核的运动

        振动能级E振——原子核在其平衡位置附近的相对振动

        转动能级E转——分子本身绕其重心的转动

        分子内部运动过程中，电子可以获得能量，从低能级跃迁到高能级，吸收与能级间能量差DE相等能量的光，符合普朗克条件DE = hn。各类能级能量差的数量级如下图：

   

        如图所示：可见光3.1-1.7 eV的光子能量可以满足分子的电子跃迁、振动、转动等运动形式所需的能量。

        ◆ 物质对光呈现选择吸收的原因：

        单一吸光物质的分子或离子只有有限数量的量子化能级，这些能级间的能量差值是限定的，因此吸收的光是选择性的，必须符合普朗克条件。

        ◆ 选择性吸收的意义：

        各物质分子能级千差万别，内部各能级间的间隔也不相同，选择性吸收反映了分子内部结构的差异。

        ◆ 选择性吸收的特点：

        因为电子跃迁时不可避免的伴随着发生振动能级和转动能级的跃迁，选择性吸收形成的是吸收带。   

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