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波数与波长的关系,波数怎么样转换为波长

典型波数与波长关系举例:

um nm cm-1   cm-1 nm um
0.98 980 10204   15000 666 0.666
1 1000 10000   10000 1000 1
1.06 1060 9434   9000 1111 1.111
1.3 1300 76   8000 1250 1.250
1.48 1480 6757   7000 1428 1.428
1.54 1540 6494   6000 1666 1.666
1.56 1560 6410   5000 2000 2
2 2000 5000   4000 2500 2.5
2.94 2940 3401   3000 3333 3.333
4 4000 2500   2000 5000 5
5 5000 2000   1000 10000 10
6 6000 1667   900 11111 11.111
7 7000 1429   800 12500 12.5
7.5 7500 1333   700 14285 14.285
8 8000 1250   600 16666 16.666
9 9000 1111   500 20000 20
10 10000 1000   400 25000 25
10.6 10600 943   300 33333 33.333
11 11000 909   200 50000 50
12 12000 833   100 100000 100
13 13000 769   90 111111 111.111
14 14000 714   80 125000 125
15 15000 666   70 142857 142.857
20 20000 500   60 166666 166.666
25 25000 400   50 200000 200
30 30000 333   40 250000 250
40 40000 250   30 333333 333.333
100 100000 100   20 500000 500
200 200000 50   10 1000000 1000
300 300000 33   5 2000000 2000
3000 3000000 3.3   3 3333333 3333.333

….

波数γ≈(107)/ λ(nm)      波长λ(nm)≈(107)/ 波数

波数γ≈(104)/ λ(um)      波长λ(um)≈(104)/ 波数

波数概念的背景:

     在中紫外光到可见光区域,光谱学家习惯使用空气中的波长(单位nm、um等等)来表征该频率的光, 为了使从光谱中测得的波数可以和量子力学直接计算产生联系,需要该频率对应的光的波数(单位:cm-1,采用在真空中的数值) ,现在使用波数的另一个原因就是波数换算方便(大家都在用,参数交流起来很方便)。

波数γ≈1/λ,即,

cm-1和nm_波数γ≈(107)/ 波长λ(nm)        cm-1与μm_波数γ≈(104)/ 波长λ(um)

cm-1和nm_波长= (107)/波数γ         cm-1和um_波长= (104)/波数γ


 

波数和波长的分类

波数与波长的关系,波数怎么样转换为波长

与波数概念相关的中红外激光器产品:
美国Daylight Solutions 宽带量子级联激光器: MIRcat-QT、Hedgehog、无跳变量子级联激光器CW-MHF。波长在4-13um,波长精度≤ 1 cm-¹,偏振态为线性垂直,偏振比>100:1,重复频率可调。
4um时,波长为4000nm,波数为2500cm-1,波长精度1cm-1对应<1.6nm;13um时,波长13000nm,波数为769 cm-1,波长精度1cm-1对应<16.9nm。这样我们就知道了量子级联激光器在波长精度在4-13um 波长范围内的波长精度为1.6-16.9nm范围内。

拓展知识1~波长精度的计算举例

 

以4um波长为例,波长为4000nm,波数为2500cm-1,当波长精度为1cm-1时,波数在2499.5~2500.5cm-1:

波长最大值为:1/(2499.5) ×10^7≈4000.8001600320100

波长最小值为:1/(2500.5) ×10^7≈3999.2001599680100

波长精度为:4000.8001600320100-3999.2001599680100=1.6000000640000约等于1.6nm

以上计算过程可简化为(红外以上的波段适用):

1/波数×波长⇒1/2500 ×4000=1.6nm

拓展知识2~波数与波长的转换公式(背景)

波数γ与波长λ的换算关系:

波数与波长的关系,波数怎么样转换为波长

空气的折射率公式如下:

波数与波长的关系,波数怎么样转换为波长

标准状态下空气对可见光的折射率约为1.00029。它随气压、气温和空气成分变化。尤其湿度对于折射率的影响比较大,相应地光速在空气中也随之改变。例如空气在20℃,760mmHg时的折射率为1.00027。在工程光学中常把空气折射率当作1,而其他介质的折射率就是对空气的相对折射率。

由以上公式可以看出,波数γ越大(波长越小)时,第三项和第四项的分母越小,第三项和第四项的数值越大,折射率越大;反之,波数γ越小(波长越大:包括红外、中红外、远红外、太赫兹)时,第三项和第四项的分母越大,第三项和第四项的数值越小,折射率越接近1。

 波数γ≈1/λ

即,波数γ≈(107)/ λ(nm)    波数γ≈(104)/ λ(um)