光熱光譜

光熱光譜（photothermic spectrum）是指因光熱效應生成的熱能量按照輻射光波長的分布。光作用於材料並將一部分能量轉變為熱能的現象稱為光熱效應。對強度不高的光引起的光熱效應，經典理論和量子理論均可給以圓滿的解釋。

基本介紹

• 中文名：光熱光譜
• 外文名：photothermic spectrum
• 特徵：熱能量按照輻射光波長的分布

理論詮釋

從紫外到紅外波長範圍的電磁輻射作用於物質時，原子的質量相對於光子能量來說太大，不會有明顯反應，光只和其中的電子直接作用。所以，材料的光學性質由其價電子（束縛或自由）的能態決定。束縛電子回響較弱；自由電子則可吸收場的能量而被加速。外場周期變化，振盪電子可通過再輻射而釋放所吸收的能量，或者與材料的原子頻繁碰撞，將能量傳給晶格。前者即表現為光反射，而後者則最終將光能轉變為熱能。

光波長λ由於大於原子間距，材料對光的回響可恰當地用巨觀量，如復折射率=n－iχ來描述。實部n即普通 的折射率，消光係數χ則表示光波的衰減。反射率R和吸收係數α可用n和χ表示為：

R=[(n－n₀)²+χ²]/[(n+n₀)²+χ²]，α=4πχ/λ

式中n₀為空氣折射率，而R和α均依賴於光波長，正是這種依賴關係決定著光熱效應的譜分布。

技術套用

雷射器發明以後，具有高能量密度的雷射被廣泛套用於與物質的相互作用。雷射如強於10⁸瓦/厘米²時，材料的光學性質會發生變化，如折射率的變化。另一束光通過介質時（或接近介質的空氣）會產生一定的偏轉，用位置靈敏探測器可精密測量光束的偏轉。這種方法稱為光熱偏轉光譜，它是一種靈敏度極高的檢測技術，可用來檢測材料的成分、結構等參數。

基於入射輻射對探測器元件加熱的原理已研製出輻射熱電偶、輻射熱電堆、輻射熱測量器等探測器。這些探測器對光的回響度均與光的波長有關，這種依賴關係稱為探測器的光譜靈敏度或光譜的回響度。它是探測器的重要技術指標。