光通过物质传播时，将与物质中的带电粒子发生相互作用，其结果是：一部分光的能量不断被物质吸收，一部分光向各个方向散射，使得光的强度被减弱；另外，光在物质中的传播速度将小于真空中的速度，且随频率变化.因此表现为光的吸收、散射和色散等效应.
1）光的吸收
光通过物质时，电矢量与物质中的带电粒子作用，将其能量转化为热能，从而使光的强度减弱的现象，称为光的吸收.实验表明，在透明物质中，当光强不是很大时，光被吸收的程度与吸收体的厚度成正比.
如图12.64 所示，在各向同性的均匀物质中取一薄层，厚度为dx，光强为I0 的平行光入射到该薄层前时光的强度为I，从薄层射出后的光强为I＋dI（dI＜0），则有
式中，αa 为吸收系数，对于一定的波长，αa 可以认为是不变的.积分得到通过厚度为d 的物质后的光强为
图12.64 光的吸收
称为朗伯定律，它是朗伯于1760 年发现的.
实验还表明，光在液体中传播时，稀溶液的吸收系数与溶液的浓度有关.比尔发现，溶液的吸收系数与溶液浓度成正比，即αa ＝AC，因此，式（12.103）可改写为
称为比尔定律.式中，A 是与浓度无关的常量，C 是溶液的浓度.应当注意，在稀溶液中比尔定律成立，当溶液浓度很大时比尔定律不再成立，但是朗伯定律仍然成立.
真空对任何波长的光都是完全透明的，而其他物质却不同.任一物质对光的吸收都由一般吸收和选择吸收组成.一般吸收是指物质对光的吸收率随波长变化很小，而选择吸收是指同一物质在某些波长处吸收得很多，并且随波长剧烈地变化.(www.xing528.com)
一般物质对不同波长的光的吸收是不同的.连续光源发出的光经过物质后，用分光计可以发现某些波长的光被吸收，从而形成吸收光谱.吸收光谱是吸收物质中的原子吸收入射光能量的结果，可以用来作物质成分的分析.物质成分的极少量变化，会导致吸收系数的很大变化，因此在化学、医药、材料、遥感、航天和气象预报等定量分析中都广泛运用到吸收光谱.
物体对光的吸收不同而呈现出不同的色彩.例如，金的颜色是黄色的，这是由于金对除黄光之外的其他成分的光波吸收很强，因此表面反射的光以黄色成分为主.
2）光的散射
光在均匀物质中传播时，沿着一定方向传播，在其余方向上光强为零，观察不到光.当光在不均匀物质中传播时，从侧向却可以看见光，这种现象称为光的散射.
散射由于机制不同，可以分成不同的种类.但主要有以下两种：一种是物质中悬浮颗粒的影响，如空气中的尘埃、溶液中悬浮的颗粒等，这些颗粒的线度一般小于光波波长；另一种是由于物质分子密度的涨落而引起的，因为密度的涨落取决于分子的无规则运动，故这种散射也称为分子散射.
瑞利对颗粒散射进行了精密的研究，发现当散射颗粒的尺寸小于波长时，入射光中不同的波长成分有不同的散射，散射光强与入射光波长的四次方成反比，即
称为瑞利定律.式中，f （λ）为入射光强度按波长的分布函数.例如，红光的波长约是紫光波长的1.8 倍，相同入射光强的情况下，紫光的散射大约是红光的10 倍，因此红光的散射较弱，通过薄雾的能力比蓝光强，信号灯多用红色就是这个原因.由于红外线的穿透能力比可见光强，所以在遥感测量中有广泛的应用.
天空的颜色也是由散射引起的，如果没有大气，天空的背景是黑色的.白天看到明亮的天空是由于日光受到了大气的散射，散射后的光从不同方向进入人眼.晴朗的天空呈现蓝色，是由于白光中短波成分的蓝色和浅蓝色光比红黄色光散射得更厉害.而早上和傍晚时分，因日光中短波被大量散射，沿着原来法线方向前进的主要是长波部分，因此太阳此时的颜色偏红；中午时分由于太阳直射地面，光经过的大气层厚度较薄，对短波的散射没有早晚那样强烈，此时的太阳是白色.
当散射颗粒的线度大于光的波长时，散射光对波长的依赖性不强，各个波长成分的散射光强差别不大.此时的散射称为米⁃德拜散射.云雾的颜色呈现白色就属此类散射.
3）光的色散
光在不同物质中传播时，频率不变，但波长改变，不同波长的光其传播速度不同，折射率也不同，穿过物质后，会从不同的角度射出，在空间中分开.光在介质中的传播速度（或折射率）随波长而变化的现象称为光的色散.
光的色散可以分为正常色散和反常色散.通常称波长越短、折射率越大的色散为正常色散；而称波长越短、折射率越小的色散为反常色散.德国物理学家孔脱发现，反常色散总是与光的吸收有密切联系.任何物质如果在某一波长范围有反常色散，则在这个区域内的光被强烈吸收，形成吸收带.当波长在两个吸收带之间并远离它们时，发生正常色散.后来人们发现，任何物质在红外或紫外光谱中只要有选择吸收存在，在这些区域中就表现出反常色散.这就是说，“反常”色散实际上也是很普遍的，“反常”色散和“正常”色散仅是历史上的名词而已.
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