儀表工掌握這些光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)理解紅外氣體分析儀等儀表設(shè)備工作原理有幫助,點(diǎn)滴知識(shí)的積累,是學(xué)好自動(dòng)化儀表專業(yè)的必經(jīng)之路。
1、電磁輻射
電磁輻射就是能量以電磁波形式發(fā)射到空間的現(xiàn)象,它是以極快速度通過空間傳播的光量子流,是一種能量的傳播形式。電磁輻射具有波動(dòng)性與微粒性,其波動(dòng)性表現(xiàn)為輻射的傳播以及反射、折射、散射、衍射、干涉等形式,可以用傳播速度、周期、波長(zhǎng)、頻率、振幅等參量來(lái)描述;其微粒性表現(xiàn)為,當(dāng)其與物質(zhì)相互作用時(shí)會(huì)發(fā)生吸收、發(fā)射等現(xiàn)象,吸收和發(fā)射時(shí)能量是一份一份的,電磁輻射本身也是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的。
2、光輻射
光輻射是電磁輻射中的一部分,一般按輻射波長(zhǎng)及人眼的生理視覺效應(yīng)將光輻射分成三部分:紫外輻射、可見光和紅外輻射。一般在可見到紫外波段波長(zhǎng)用nm、在紅外波段波長(zhǎng)用mm表示。波數(shù)的單位習(xí)慣用cm-1。是以電磁波形式或粒子(光子)形式傳播的能量,它們可以用光學(xué)元件反射、成像或色散,這種能量及其傳播過程稱為光輻射。一般認(rèn)為其波長(zhǎng)在10nm~1mm范圍內(nèi)。
3、波長(zhǎng)
波長(zhǎng)指沿著波的傳播方向,在波的圖形中兩個(gè)相對(duì)平衡位置之間的位移。波 長(zhǎng)在物理學(xué)中常表示為λ,國(guó)際單位是m。
4、頻率
頻率就是某一固定時(shí)間內(nèi),通過某一指定地方的波數(shù)目,即f=1/T。因而由波長(zhǎng)λ的表達(dá)式,可以得到波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系式為:λ=v/f,式中的傳播速度v的單位為m/s(米/秒),頻率f的單位為Hz,波長(zhǎng)λ的單位為m。
5、波數(shù)
原子、分子和原子核在光譜學(xué)中的頻率單位,符號(hào)為σ,等于真實(shí)頻率除以光速,即波長(zhǎng)(λ)的倒數(shù),或在光的傳播方向上每單位長(zhǎng)度內(nèi)的光波數(shù)。
6、傳播速度
光速是指光波或電磁波在真空或介質(zhì)中的傳播速度。
波長(zhǎng)、波數(shù)、頻率、光子能量之間的關(guān)系如下:
式中λ為波長(zhǎng),cm;g為波數(shù),cm-1;c為光速,c=3×1010cm/s;h為普朗克常數(shù),6.625×1034J·s;E為光子能量,J;f為頻率,Hz。
如用電子伏特eV作為光子能量單位,則按以上關(guān)系式計(jì)算,紅外波段的界限見表。
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