《遥感学研究对象以及产生光谱吸收的机理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《遥感学研究对象以及产生光谱吸收的机理.ppt（51页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、现场光谱仪,高光谱成像光谱仪,产生光谱吸收的机理,Alexander F.H.GoetzUniversity of Colorado and Analytical Spectral Devices Inc.goetzcses.colorado.edu,光谱学的基础理论,反射率,仪器真正测量的是辐射亮度L,反射率(2),实用上,使用光谱仪测量白板作为参比，比如Spectralon,which is sintered PFTE(polytetrafluoroethene)(Teflon)白板的反射率在400-2500nm范围内接近100%仪器内部,把从样品和白板上测量得到的辐射照度相除得到以波长为
2、函数的反射率,ASD Spectrometers andSpectroradiometers,通常所使用的仪器,FieldSpec Pro,TerraSpec,高密度探头,阿根廷,7000 m,产生光谱吸收的过程,电子跃迁因素电子与晶格之间的相互作用基团振动因素分子振动基本振动倍频（谐波）可能的组合振动,电子跃迁因素,晶体场效应电荷迁移半导体色心,晶体场效应,离子能级晶格中的分裂和电子置换取决于化合价状态配位数和对称性反射光谱基本取决于矿物状态而不是阳离子状态特征吸收的深度与颗粒尺寸相关,典型晶格效应-电子因素,铁最重要丰度最大的金属Fe2+,Fe3+可能转换Mg2+Al3+,红宝石,Al2O
3、3+Cr+,绿宝石,Be3Al2Si6O18+Cr+,铁矿石中的电子迁移,铁矿石,电荷迁移,电子从一个原子迁移到另一个原子Fe-O 迁移对应于UV波段反射率下降,半导体,反射光谱中的吸收边缘由于禁带宽度造成进入的电子必须具有足够的能量才能够进入导带对应于带宽能量的反射率明显地增加,颜色聚集,结构缺陷捕获的电子，例如离子缺失萤石(CaF2)中，颜色的聚集是由于一个铁离子缺失而被一个电子填充所造成的结果产生的跃迁状态导致了红绿吸收，形成了紫色,振动过程,基本振动对于固体物质,通常产生于2.5 m之外Si-O,Al-O 发生在10 m波段,在近红外和近红外短波段没有效应OH,H2O,CO3 发生在2
4、.6-6 m波段,在近红外和近红外短波段可以可到其谐波和组合振动3N-6个可能的自由度H2O 在2.66,2.74,6.08 m具有 3个基本振动状态,谢波和组合振动,谐波基本频率的倍频21,32,.组合振动基本频率或者谐波频率的和或者差1+2,21+3,1+2+3,.频率的和而不是波长相加频率的单位 cm-12.5 m=4000 cm-1,水蒸气,基本吸收1=3657.05 cm-1=2.734 m对称伸展振动 2=1594.75 cm-1=6.271 m弯曲振动3=3755.93 cm-1=2.662 m非对称伸展振动重要的水吸收带2+3=1.865 m1+3=1.379 m1+2+3=1
5、.135 m21+3=0.942 m,液态水,基本吸收1=3219.57=3.106 m2=1644.74=6.08 m3=3444.71=2.903 m,氢氧基,基本吸收2.77 m 伸展振动 精确的特征吸收位置取决于氢氧根所处的位置谐波 2 1.4 m在陆地物质吸收光谱中最为常见组合振动 Al 或者 Mg-OH 弯曲模式在2.2&2.3 m 范围具有特征吸收,常见吸收特征的光谱特点,特征物吸收位置Fe3+0.4-0.6 m,0.66 m,0.85 0.95mAl-OH2.15-2.22 mMg-OH2.30-2.39 mFe-OH2.24-2.27 mSi-OH2.25 m(宽)H2O1.
6、9 mCO32.30-2.35 mNH42.0-2.13 m,实验室得到的光谱,表面覆着物(薄膜),特征吸收比之于厚的微粒表面窄2的平方根 2(0.707)倍.,各种各样的表面覆着：从能透过能量的到能量完全散射的厚厚的层状物;光谱特征吸收宽度为2的平方根倍.,不同的吸收过程及其波长相关性使得我们可以从反射光谱或者辐射广谱中提取出矿石的化学信息,数字化的光谱数据库,JPL 实验室已经有了在0.4-14微米范围内2000种自然和人造物质的反射光谱数据库联系人:Dr.Simon HookJPL,MS 183-5014800 Oak Grove DrivePasadena,CA 91109Phone:
7、818-354-0974Fax:818-354-0966E-mail:Simon.J.Hookjpl.nasa.gov Web:http:/speclib.jpl.nasa.gov/,数字化的光谱数据库,CSIRO 光谱库 联系人:Dr.Jon HuntingtonCSIRODivision of Exploration&MiningP.O.Box 136North Ryde,N.S.W.,1670AustraliaPhone:+61-2-94908839E-mail:Jon.Huntingtoncsiro.au Web:http:/www.syd.dem.csiro.au/research/MMTG/,数字化的光谱数据库,USGS(Denver)光谱库 联系人:Dr.Roger ClarkU.S.G.S.P.O.Box 25046,MS 964Denver,CO 80225-0046Phone:303-236-1332Fax:303-236-1425E-mail:rclarkusgs.govWeb:http:/speclab.cr.usgs.gov/,
