光的反射、透射和吸收
首先,光在界面的反射和折射是光与物质极化和电子相互作用的结果,才有介电常数和折射率这一说。然后,要分清界面透过率和整体透过率。界面透过率小,反射率就大。通过界面的光,吸收越大,整体透过率就越小。
金属无带隙,电子处于费米面,为自由电子,所以不存在电子跃迁吸收光这个说法。金属对于光的吸收来自于自由电子振动发热。物质对于光的反射和折射是与其电导率相关的,具体表现为复数的介电常数,所以除非是完全绝缘体,否则必然会出现复介电常数,具体可参考电动力学麦克斯韦方程组。金属无带隙,电导率大,最终导致界面反射大,界面透过小,参考光学。另一方面,频率越低,反射率越大。所以金属大多呈白色,最不济也是黄色。有些如紫铜等,那些是因为杂质和其中的金属氧化物造成的。透过金属表面的光,却因为电子的自由振荡全部转化为热,其穿透深度一般小于100纳米,所以整体透过率为零,金属完全不透光。
半导体不同,因为其带隙大,电导率小,无自由电子,所以其表面反射率小,表面透过率大。半导体对于光的吸收来自于电子跃迁,高频光能量大,更有利于电子跃迁,低频光无法激发电子跃迁,基本透过。所以透过其表面的光,高频的在内部被吸收,低频的透过。
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