如何理解光的反射，透射和吸收？

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。

光电导效应，又称为光电效应、光敏效应，是光照变化引起半导体材料电导变化的现象。即光电导效应是光照射到某些物体上后，引起其电性能变化的一类光致电改变现象的总称。当光照射到半导体材料时，材料吸收光子的能量，使非传导态电子变为传导态电子，引起载流子浓度增大，因而导致材料电导率增大。在光线作用下，对于半导体材料吸收了入射光子能量， 若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度， 就激发出电子-空穴对，使载流子浓度增加，半导体的导电性增加，阻值减低，这种现象称为光电导效应。光敏电阻就是基于这种效应的光电器件。

在光的照射下，半导体能产生电流，这叫光电效应。能产生光电效应的材料有许多种，像单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓、砸铟铜等，它们的发电原理基本相同。现以硅晶体为例来了解光发电过程。P型硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P—N结。当光线照射半导体表面时，一部分光子被桂材料吸收，其能量传递给了硅原子，使硅原子的电子发生了跃迁，成为自由电子，在P一N结两侧集聚，形成了电位差。这时接上外部电路，在该电压的作用下，将有电流流过外部电路，产生一定的输出功率。这个过程的实质就是光子能量转换成电能的过程。

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