爱羊呢～俺有个光学问题很纠结！

foxtail_lb

kartoffelnsalat 发表于 2010-11-6 09:14

   

gonk

亲爱的，嫩果然是明白人啊。。。。俺物理很糟糕，所以继续问点傻问题啊。。。

俺还是不懂啊。 ...
foxtail_lb 发表于 2010-11-6 08:15

对于taper来说，颜色与散射有关（具体散射解释见下），不同的光波长入射到不同大小的物体，light intensity是不同的，也就是说对于某个大小形状，某些波长的intensity大，你看到的就是这种颜色。不过对于金属纳米颗粒，你还是按surface plasmon resonance解释吧，文献上已经说了。

反射遵循的规律就是入射角和反射角一样。像光入射平滑表面的镜面反射和不平滑表面的漫射。反射可以说是散射的一种。

关于散射，这个定义比较复杂，因为像我前面说的taper情况，那些光最后是穿过taper还是反射等等等等都是contribute to scattering。因为对于散射本身定义就没那么精确，你就这么理解，就是光从一种介质传播到另一种介质被从各个方向弹回来。

你看的Mie的公式，里面除了微粒直径还有光波长lamda、散射角theta、微粒到被观察点的距离R呀。Rayleigh公式也有的。

gonk

这个是颗粒本身性质造成的么？
foxtail_lb 发表于 2010-11-6 08:16

electric field of incident electromagnetic radiation跟颗粒本身没关系，这个是电磁波本身属性。你不要以为光波就是光，光波是一种电磁波，它本身携带能量（Poynting矢量，EXH），E就是电场，也就是你问的这个electric field of incident electromagnetic radiation，这里的electromagnetic radiation可以是光可以是微波等等。之前讨论的微波炉热食物，也是因为微波电场让食物里的电偶极子与微波电场同向，造成运动碰撞使食物热起来的。

要下啦。嫩大周末的也别考虑复杂问题啦

rainbow929

http://www.webexhibits.org/causesofcolor/9.html
这个好理解点，但不够深入
感觉上好像是金属吸收了光的能量，但又能重新以光的形式释放能量，金块的颜色就是两者的结果
但当材料尺度小于光波尺度，首先以上两者性质和块状材料时不同，用spr解释更专业
其次这时我们看到的颜色不单是单个颗粒吸收或发射的结果，而是每个颗粒的光效应叠加的结果，这可能要用散射来理解，像mie

下面的我就看不懂了
http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_oscillation
http://en.wikipedia.org/wiki/Surface_plasmon_resonance

kartoffelnsalat

foxtail_lb 发表于 6-11-2010 09:28

gonk

ft,过分，刚发完刷新就发现回复没了？？！

还好inputking的窗口没打新东西，再复制一遍。

是比较复杂的，我也是被绕来绕去才懂点皮毛。一般你能懂的反射折射是简单的几何光学，都能通过费马原理来推出来，但是这些都是宏观上来的，真正解释更微观的东西，就不行了，需要波动光学和量子光学来解释，我的理解是前者主要讲光在介质中的传播（比如干涉 衍射 polarization scattering等等），也可以推导出几何光学对于它的近似，主要就是用maxwell方程简化后的Helmholtz方程运用边界条件等等求解，后者也可以解释干涉 衍射等，不过主要讲跟能量有关的东西，比如解释激光 能级等等。

像这个surface plasmon resonance，我大概仔细看了下给你发的那个链接，其实也是运用波动光学来推导的，就是运用相关近似边界条件，解球面坐标下的方程，也可以归到Mie Theory，而Rayleigh散射只是Mie Theory一种特殊情况，只不过Rayleigh散射的假设用到D（微粒直径）和入射光波长的比例关系，因为D<<lamda做的近似，而SPR是对于介电函数进行的近似（在Rayleigh散射公式里的refractive index也可以互换成dielectric constant，因为本身refractive index习惯上是用来描述介点材料的，后者描述金属，是个复数）而得到的公式。

如果你想大概解释原因，你把光的电场想象有正负极，这样金属的自由电子离开金属原子，形成dipole（自由电子排成的负极和剩下的离子排成的正极），而因为光的电场是遵循exp（-i*omega*t）的，也就是想象电场成正弦函数变化并且方向也会发生变化，导致dipole在光电场影响下也发生振动。这里所说的resonance就是当纳米微粒介电函数实部（数值依赖于光波长变化）等于-2*所在媒介的介电常数时，会发生强烈光吸收，也就是说光耦合到dipole oscillation了，也就是说这个波长的光你看不到。不知道解释清了没有?

对这方面了解不多，个人理解，希望相关方向的专业人士指正。

牛油果

哇塞！你们在说啥呀？

爱羊

不是俺的问题，是老大提的问题，俺就彻底蒙了，但是又纠结。。。就得找人问清楚。

同样材料的纳迷金属颗 ...
foxtail_lb 发表于 2010-11-5 19:07

是什么材料
    是溶液还是粉体
尺寸大概多少

foxtail_lb

是什么材料
    是溶液还是粉体
尺寸大概多少
爱羊 发表于 2010-11-10 11:48

    是老大的问题呢～

我觉得是粉体，钠米级别直径。

爱羊

亲爱的，嫩果然是明白人啊。。。。俺物理很糟糕，所以继续问点傻问题啊。。。

俺还是不懂啊。 ...
foxtail_lb 发表于 2010-11-6 08:15

    跟mie没关系了
跟散射有关
是不是有surface plasmon resonance 要看是在溶液里还是粉体
嫩先告诉我，我才好跟嫩解释

foxtail_lb

跟mie没关系了
跟散射有关
是不是有surface plasmon resonance 要看是在溶液里还是粉体
嫩先告 ...
爱羊 发表于 2010-11-10 11:53

    这得问老大。。。我问着发上来！

爱羊

熊曰
如果是粉体，无论材料只要小于20纳米，一律是黑色
如果是被分散在液体中的话，看材料，
35或者26半导体纳米粒子叫量子点QD，有很强的尺寸效应，
对金属纳米粒子，尤其是金，银有SPR效应，尺寸效应不如QD明显
如果材料不吸收入射光，比如Silica NP,才考虑Mie散射，

foxtail_lb

熊曰
如果是粉体，无论材料只要小于20纳米，一律是黑色
如果是被分散在液体中的话，看材料，
35或者26半 ...
爱羊 发表于 2010-11-10 12:01

    我还有个特傻的问题。。。。

为什么xas一FT了就有意义了？（EXAFS那段就代表原子距离了？）能否请熊通俗的讲解一下ft....

爱羊

我还有个特傻的问题。。。。

为什么xas一FT了就有意义了？（EXAFS那段就代表原子距离了？）能 ...
foxtail_lb 发表于 2010-11-10 12:14

    FT么，这个说来话长了，我去给你翻翻
  熊是做纳米粒子的，你问他好了，我围观~~

gonk

跟mie没关系了
跟散射有关
是不是有surface plasmon resonance 要看是在溶液里还是粉体
嫩先告 ...
爱羊 发表于 2010-11-10 11:53

跟Mie理论推导有关，不过不是Mie Scattering。我猜应该不是粉体，这样各个nanoparticle的距离太小了，应该是溶液dilute了纳米微粒，得以讨论光和单个nanoparticle的耦合。粉体聚一起，光出不来，是不是就成黑色了？

foxtail_lb

跟Mie理论推导有关，不过不是Mie Scattering。我猜应该不是粉体，这样各个nanoparticle的距离太小了，应该 ...
gonk 发表于 2010-11-10 12:26

    老大不在呢。。。。嫩在帮俺解决点别的问题哈～～

为啥ir的吸收谱线是圆弧的，而不是线的（比如xrd）？

爱羊

老大不在呢。。。。嫩在帮俺解决点别的问题哈～～

为啥ir的吸收谱线是圆弧的，而不是线的（比 ...
foxtail_lb 发表于 2010-11-10 12:29

这俩不是一个东西
原理不一样的

gonk

熊曰
如果是粉体，无论材料只要小于20纳米，一律是黑色
如果是被分散在液体中的话，看材料，
35或者26半 ...
爱羊 发表于 2010-11-10 12:01

赶紧让你家熊过来科普一下吧。

foxtail_lb

这俩不是一个东西
原理不一样的
爱羊 发表于 2010-11-10 12:33

    俺是觉得ir那个vibration是连续的，应该象波动，所以就是弧线。。。。这弱智的回答靠谱不。。。

熊猫羊

对气态或者离散原子，离子，NE反应壳跃迁能量，扩展谱基本无信息。
对凝聚态的离子，无论是否是晶体态，都要考虑紧邻离子对出射光电子的影响
NE谱反应跃迁处的空态密度，
扩展谱 扫的范围 大于 NE谱需要的能量，内层被激发电子有足够能量被多次散射再出射
两区的振荡都源于 光电子波函 和 被邻近原子散射后的光电子波函 的干涉.
实际观察到的EXAFS振荡是被最近的原子的壳层和原子实引起的（远了就又被共振吸收）
r域的谱线做FT得到k域或者叫倒易reciprocal空间的谱线，即空间频率

如果问的深点，DAFS也要看看

爱羊

俺是觉得ir那个vibration是连续的，应该象波动，所以就是弧线。。。。这弱智的回答靠谱不。。。{ ...
foxtail_lb 发表于 2010-11-10 12:35

    亲
这俩成像不是一个原理，
XRD是衍射 是拿X射线直接轰    通过衍射谱来确定尺寸和成分
IR是吸收谱，是拿两束光，一束过样品，一束不过样品，两者差值为吸收谱。这个跟尺寸没关系的。
后者要复杂些。

foxtail_lb

对气态或者离散原子，离子，NE反应壳跃迁能量，扩展谱基本无信息。
对凝聚态的离子，无论是否是晶体态，都 ...
熊猫羊 发表于 2010-11-10 12:43

    为啥ft了就有意义了啊！！！！

foxtail_lb

亲
这俩成像不是一个原理，
XRD是衍射 是拿X射线直接轰    通过衍射谱来确定尺寸和成分
IR是吸 ...
爱羊 发表于 2010-11-10 12:43

不管xrd。先说ir。那为啥是弧线的呢？

爱羊

不管xrd。先说ir。那为啥是弧线的呢？
foxtail_lb 发表于 2010-11-10 12:47

    傅里叶变换

熊猫羊

为啥ir的吸收谱线是圆弧的，而不是线的（比如xrd）？
foxtail_lb 发表于 2010-11-10 12:29

原文？
IR是红外吗？没见过圆弧形的，应该是变形的lorentz线型，
比较吸收谱 和 衍射谱，我觉得没意义吧？

gonk

老大不在呢。。。。嫩在帮俺解决点别的问题哈～～

为啥ir的吸收谱线是圆弧的，而不是线的（比 ...
foxtail_lb 发表于 2010-11-10 12:29

光学吸收谱是连续谱。比如水分子氢氧原子振动有特定的本征值，如果单个水分子应该是几个分立的谱线，可以是单个振动本征频率，可以是v1+2*v2等等组合，但如果是液体各个水分子相互作用，就出现了damping使得谱线变宽，就成连续的了。

同理，X ray如果对于液体的吸收谱也应该是连续的吧？对于晶体我得查资料，忘了。。。

foxtail_lb

原文？
IR是红外吗？没见过圆弧形的，应该是变形的lorentz线型，
比较吸收谱 和 衍射谱，我觉得没意义 ...
熊猫羊 发表于 2010-11-10 12:48

    俺的意思就是那谱线是圆的，不管是guassian或者lorentz，它不是象xrd或者ms那样的点，那个点出来的我挺理解的，那为啥ir是连续的呢？ 是不是因为vibration是连续的？

爱羊

光学吸收谱是连续谱。比如水分子氢氧原子振动有特定的本征值，如果单个水分子应该是几个分立的谱线，可以是单个振动本征频率，可以是v1+2*v2等等组合，但如果是液体各个水分子相互作用，就出现了damping使得谱线变宽，就成连续的了。

同理，X ray如果对于液体的吸收谱也应该是连续的吧？对于晶体我得查资料，忘了。。。
gonk 发表于 2010-11-10 12:48

    变宽的就成高斯了

foxtail_lb

傅里叶变换
爱羊 发表于 2010-11-10 12:48

    还是那个死变化！！！

俺问了好几个人了，没一个给俺讲明白的！！！

熊猫羊

为啥ft了就有意义了啊！！！！
foxtail_lb 发表于 2010-11-10 12:46

    ft给出r空间周期性函数的空间周期，即中心离子 到 紧邻配位离子 间的距离
此外，设定阈值，做反变换可以过滤噪声