如何理解光的反射,透射和吸收?

如何理解光的反射,透射和吸收?,第1张

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。

加热的时候!烧的通红!可以变成导体,

常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,叫做半导体。但玻璃在常温下是绝缘体,不能被称为半导体,虽然玻璃在烧红后会变为导体。 但玻璃不是半导体。

但是玻璃可以做半导体,

玻璃半导体是指由无机氧化物(如二氧化硅和氧化硼)和过渡金属离子(如铁、铜、钼、钒和铬等)组成的氧化玻璃半导体和非氧化物(如硫、硒、磷、碲、硅和锗等元素中的某几种元素组成)玻璃半导体。 大致可分为三类: (1)以IV族元素为主要成分的非晶半导体,如非晶硅,锗等; (2)以VI族元素为主要成分的半导体,如碲-锗共熔体,硫砷,硒砷等; (3)氧化物玻璃半导体[1],如V2O5-P2O5,V2O5-P2O5-BaO等。 玻璃半导体具有多种特性。如某些玻璃半导体的电阻率在光、电、热等作用下可改变4~5个数量级;某些玻璃半导体的透过率,折射率,反射率等在光,热作用下变化很大;某些玻璃半导体的化学性质(溶解度、抗蚀性)在光、热作用下显著改变。这些特性的变化都是由于材料在光、电、热作用下,其组成、结构或电子状态发生了变化。利用上述特性可制作存贮器件、光记录材料、光电导材料,如电视摄像管的靶面材料、静电复印材料和太阳能电池材料等,用途十分广泛。


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