Поглощение света в металлах

Поглощение света в металлах [c.92]

При упрощенной трактовке вопроса, основанной на электромагнитной теории Максвелла, задача сводится к учету проводимости металла, т. е. формально к введению в уравнения Максвелла членов, зависящих от коэффициента электропроводности а. Для световой волны, распространяющейся внутри металла, мы получаем в таком случае выражение, означающее, что амплитуда волны уменьшается по мере проникновения в глубь металла. Другими словами, из наших формул в согласии с данными опыта следует, что в металле происходит поглощение света. В слое малой толщины [c.490]

Не останавливаясь на решении этого уравнения (см. упражнение 208), укажем лишь, что, так же, как и в случае распространения света в металлах, здесь следует ввести комплексную диэлектрическую проницаемость и комплексный показатель преломления п = п I — ix). Здесь п — действительная часть показателя преломления, определяющая фазовую скорость волны, а х (или пх) — показатель поглощения, характеризующий убывание амплитуды плоской волны, распространяющейся вдоль г [c.556]

Все это свидетельствует о том, что механизм поглощения света в щелочно-галоидных фосфорах, активированных серебром, совсем иной, чем в чистых кристаллах щелочно-галоидных соединений. Указанные факты также не согласуются с гипотезой о комплексной природе центров, поглощения, так как в этом случае следовало бы ожидать значительного смещения полос в ряду хлористых и бромистых соединений щелочных металлов, чего не наблюдается. [c.164]

Температура, определяемая с помощью зондирующего светового пучка, характеризует область, размеры которой в плоскости образца обычно совпадают с размерами светового пятна, а размер в глубину близок к толщине (/г) слоя, в котором формируется сигнал. Для некоторых методов (например, основанных на измерении коэффициента отражения или параметров поляризации света) значение /г совпадает с глубиной 3 проникновения света в материал. Для металлов, облучаемых светом видимого диапазона, 6 34-30 нм, т. е. порядка 54-50 постоянных кристаллической решетки. Для полупроводников и диэлектриков в области поглощения 3 0,014-10 мкм в области прозрачности 6 14-100 см (отражение от поверхности в этом случае формируется в слое толщиной порядка нескольких длин волн). В ряде методов (например, интерферометрическом, а также по положению края поглощения света в кристалле) определяется температура, усредненная по толщине прозрачного или полупрозрачного образца, имеющего форму плоскопараллельной пластины. [c.198]

При модулированном освещении окисленной поверхности в окисле генерируются токи диффузии электронов и дырок и дрейфовые токи. Токи диффузии возникают за счет концентрационного градиента неравновесных носителей, устанавливающегося при неравномерном поглощении света в окисле в направлении от границы раздела окисел/раствор к границе раздела окисел/металл. Дрейфовый ток обусловлен возникновением внутренней э.д.с. в окисле по мере диффузии неравновесных электронов и дырок к границе раздела окисел/металл и образования эф ктивного объемного заряда у этой границы, знак которого отвечает знаку преобладающих носителей заряда. Ток дрейфа противоположен по направлению току диффузии. [c.37]

Частичное проникновение света в металл создает токи проводимости. С ними связано выделение джоулевой теплоты, т. е. поглощение света — необратимое превращение электромагнитной энергии в энергию хаотического теплового движения. Чем выше проводимость металла, тем меньшая доля падающего света проникает в металл и поглощается там. В идеальном проводнике, которому формально соответствует бесконечно большая проводимость, потери на джоулеву теплоту вообще отсутствуют, так что падающий свет полностью отражается. [c.161]

Из всех известных веществ наибольшим поглощением света отличаются металлы. Для того чтобы наблюдать прохождение света через слой металла, приходится готовить из него очень тонкие пленки — толщиной в миллионные доли миллиметра. В принципе свет, проходящий через металл, поглощается по общему закону Бугера. Отличие состоит лишь в абсолютном значении показателя поглощения к, который в этих случаях становится очень большим. Так, например, при длине волны 0,589 мкм серебро имеет показатель поглощения к ь 8-10 платина — [c.92]

Из-за поглощения волны в металле показатель преломления и показатель поглощения зависят от угла падения света ф (рис. I) [c.192]

Рассмотрим непрерывное поглощение света в одноатомных газах, таких, как инертные (аргон, ксенон и др.) или пары металлов, в области первой ионизации. Газ будем предполагать одноатомным для того, чтобы исключить из рассмотрения квазинепрерывные молекулярные спектры если диссоциация молеку.л почти полная, то, очевидно, любой газ является одноатомным). [c.234]

С наличием проводимости о связано поглош,ение света в металлах. С точки зрения излагаемой здесь формальной теории поглощение света есть не что иное, как превращение электромагнитной энергии в джоулево тепло. [c.442]

При падении на поверхность ОК световые импульсы частично отражаются, а частично поглощаются ею. Глубина проникновения света в металлы обычно не превышает 0,1 мкм и тем меньше, чем больше длина световой волны. При сравнительно небольшой интенсивности поглощенный свет вызывает разогрев приповерхностного слоя приблизительно на такую же глубину и появление термоупругого напряжения. Амплитуда акустических волн Р здесь практически линейно возрастает с увеличением интенсивности све- [c.71]

Оптическое поглощение может быть также связано с наличием дефектов, например центров окраски в кристаллах галогенидов щелочных металлов (см. гл. 3). Совершенные кристаллы галогенидов щелочных металлов прозрачны во всем видимом диапазоне присутствие дефектов приводит к окрашиванию, обусловленному поглощением света в видимой области. Положение максимума поглощения связано с ти- [c.76]

Такая запись оказывается более удобной для описания поглощения света металлами. Например, при пх = 1 в металле на пути, численно равном длине волны в вакууме (г = Xq), интен сивность уменьшится в е раз ( 100 000). Для большинства металлов лж изменяется в пределах от 1 до 5. [c.101]

Особенности отражения света от металлической поверхности обусловлены наличием в металлах большого числа электронов, настолько слабо связанных с атомами металла, что для многих явлений эти электроны можно считать свободными. Вторичные волны, вызванные вынужденными колебаниями свободных электронов, порождают сильную отраженную волну, интенсивность которой может достигать 95% (и даже больше) интенсивности падающей, и сравнительно слабую волну, идущую внутрь металла. Так как плотность свободных электронов весьма значительна (порядка 10 в 1 см ), то даже очень тонкие слои металла отражают большую часть падающего на них света и являются, как правило, практически непрозрачными. Та часть световой энергии, которая проникает внутрь металла, испытывает в нем поглощение. Свободные электроны, приходя в колебание под действием световой волны, взаимодействуют с ионами металла, в результате чего энергия, заимствованная от электромагнитной волны, превращается в тепло. [c.489]

Какая доля света не пропускается металлом вследствие отражения и какая задерживается в нем благодаря поглощению, зависит от его проводимости. В идеальном проводнике, где потери на джоулево тепло вообще отсутствуют, поглощение равно нулю, так что падающий свет полностью отражается. Очень чистые серебряные пленки, применяемые в интерферометрах Фабри—Перо, приближаются к этому идеалу. Удавалось изготовить пленки, у которых отражение достигало 98—99%, а поглощение составляло около 0,5%. Особенно высока отражательная способность (до 99,8%) такого хорошо проводящего металла, как натрий, и поглощение в нем соответственно незначительно. В металлах, хуже проводящих, например в железе, отражение может составлять всего лишь 30— 40%, так что непрозрачная пленка железа толщиной не более доли микрона поглощает около 60% падающего на нее света. [c.489]

Изложенные выше закономерности, установленные на опыте, показывают, что законы абсорбции света в основном определяются свойствами атома или молекулы, поглощающей свет, хотя действие окружающих молекул может значительно исказить результат. Особенно в случае жидких и твердых тел влияние окружения иногда радикально меняет абсорбирующую способность атома вследствие того, что под действием полей окружающих молекул поведение электронов, определяющих оптические свойства атомов, изменяется до неузнаваемости. Особенно разительно в этом отношении поведение металлов. Действительно, хорошо известно, что пары металлов, даже таких, как, например, серебро или натрий, представляют собой столь же хорошие изоляторы, как и пары (газы) других веществ, тогда как металлическое серебро или натрий являются наилучшими проводниками электричества. Таким образом, поведение наиболее слабо связанных с атомами электронов в изолированных атомах металлов и в конденсированном металле резко различно. В соответствии с этим металлический натрий не обнаруживает никаких признаков спектра поглощения, характерного для паров натрия и изображенного на рис. 28.14. [c.568]

Экситонное поглощение. До сих пор мы рассматривали поглощение света, приводящее к образованию свободных электронов и дырок. Однако возможен и другой механизм поглощения, при котором электрон валентной зоны переводится в возбужденное состояние, но остается связанным с образовавшейся дыркой в водородоподобном состоянии. Энергия образования такого возбужденного состояния, называемого экситоном, меньше ширины запрещенной зоны, поскольку последняя есть не что иное, как минимальная энергия, требуемая для создания разделенной пары. Экситон может перемещаться в кристалле, но фотопроводимость при этом не возникает, так как электрон и дырка движутся вместе. Экситоны могут достаточно легко возникать в диэлектриках, так как D них кулоновское притяжение электрона и дырки значительно. В полупроводниках это притяжение мало и поэтому энергия связи экситона также мала. Вследствие этого экситонные орбиты охватывают несколько элементарных ячеек кристалла (радиус орбиты -"15 нм). В металлах экситонное поглощение очень маловероятно. [c.310]

В атомах щелочных металлов внещний (валентный) электрон связан с ядром значительно слабее, чем остальные (внутренние) электроны, которые образуют с ядром компактный комплекс, называемый атомным остатком. Излучение и поглощение света атомами щелочных металлов связаны с переходами только внешнего ( оптического ) электрона электроны же атомного остатка в переходах не участвуют. Таким образом, атомы щелочных металлов по строению электронной оболочки приближаются к одноэлектронным системам, причем роль ядра у них играет атомный остаток. Поле, создаваемое атомным остатком, является сферически симметричным. На больших расстояниях г от атомного остатка потенциальная энергия оптического электрона равна [c.53]

Практически для больщинства металлов как в видимой, так и в инфракрасной области спектра глубина поглощения света составляет менее 0,1 мкм, поэтому принято считать, что поглощение света происходит на поверхности материала, а передача энергии вглубь обусловлена теплопроводностью (электронной, фононной и лучистой). Расчеты некоторых исследователей [8] показали, что при температуре менее 10 К основным механизмом переноса тепла является электронная теплопроводность. [c.8]

Известно, что поглощение света металлами намного сильнее в видимых лучах, а малая длина волны излучения позволяет получить пятно в фокусе с высокой плотностью. Однако поверхностное поглощение увеличивается с ростом температуры металла и образованием на поверхности окисных пленок [101]. [c.165]

СМ" . Электроны излучают в процессе рассеяния вторичные волны, к-рые при сложении формируют сильную отражённую волну. Поглощение квантов света непосредственно электронами проводимости возможно только при их одновременных (относительно редких) столкновениях с фононами, примесями, друг с другом, поверхностью металла, границами зёрен и кристаллитов. Столкновения и формирование из рассеянного света отражённой волны происходят в тонком приповерхностном слое (скин-слое толщиной o < I мкм), в к-ром затухает проникающее в металл излучение. [c.110]

Квантовый выход Ф. э. из металлов в видимой и ближней УФ-областях электрон/фотон. Это свйзано прежде всего,с малой глубиной выхода фотоэлектронов, к-рая значительно меньше глубины поглощения света в металле. Большинство фотоэлектронов рассеивает свою энергию до подхода к поверхности и теряет возможность выйти в вакуум. При энергии фотонов вблизи порога фотоэффекта большинство фотоэлектронов возбуждается янже уровня вакуума и не даёт вклада в фотоэмисснонный ток. Кроме того, коэф. отражения в видимой и ближней УФ-областях велик и лишь малая часть излучения поглощается в металле. Эти ограничения частично снимаются в дальней УФ-области спектра, где У достигает величины 10 электрон/фотон при v lOaB рис. 1). Случайные загрязнения могут снизить Ф и сдвинуть порог Ф. э. в сторону более длинных волн. При этом У в дальней УФ-области спектра может возрасти. [c.365]

Знание структуры Т, т. и характера движения частиц позволяет установить, какие квазичастицы ответственны за то или другое явление или свойство. Напр,, высокая электропроводность металлов обусловлена электронами проводимости, а теплопроводность—электронами проводимости и фоноиами, нек-рые особенности поглощения света в Т. т. — экситопами, ферромагн. резонанс —. мгггио-на.ми и т.д. (см. ниже). [c.44]

При падении света на поверхность металла возникают вынужденные колебания электронов, которые порождают сильную отраженную волну. Даже тонкие слои металла дают высокий коэффициент отражения и являются малопрозрачными. Электромагнитная волна внутри металла быстро затухает. Так же как и в случае диэлектрика с сильным поглощением, можно говорить о величине эфф, т. е. о глубине проникновения света в металл и о значении главного показателя поглощения % [c.81]

Взаимодействие света с металлом приводит к возникновению вынужденных колебаний свободных электронов, находящихся внутри металлов. Такие колебания вызывают вторичные волны, приводящие к сильному отражению света от металлической поверхности и сравнительно слабой волне, идущей внут])ь металла. Чем больше электропроводность металлов, тем сильнее происходит отражение света от нх поверхности. В идеальном проводнике, для которого а -> оо, поглощение полностью отсутствует н весь падающий на его поверхность свет отражается. Поэтому заметный слой металла является непрозрачным для видимого света. Сильное поглощение проникающей внутрь металла световой волны обусловлено превращением энергии волны в джоулево тепло благодаря взаимодействию почти свободных электро1Юв, испытываюидих вынужденные колебания под действием световой волны. [c.61]

Для атомов некоторых веществ, например редких земель, к числу которых относится неодим (N(1) и празеодим (Рг), можно считать установленным, что оптический электрон принадлежит не к группе, расположенной в самой периферической части атома, как для большинства веществ, в частности для щелочных металлов, а к одной из внутренних групп. Такое защищенное положение оптического электрона редких земель объясняет, по-видимому, то обстоятельство, что соли этих веществ, даже введенные внутрь твердого вещества (стекло), обнаруживают очень узкие полосы поглощения, приближающиеся к полосам в спектре поглоигения изолированных атомов. Из приведенных фактов и рассуждений явствует, что вопрос о природе поглощения света легче выяснить при исследовании поглощения изолированными атомами, т. е. разреженными газами. [c.568]

В некоторых исследованиях [40] было показано, что облучение приборных окон из щелочных стекол интегральным потоком тепловых нейтронов до 10 нейтронIсм не приводит к заметному потемнению. Однако при потоках до 10 нейтрон см наблюдается слабое потемнение. Поскольку поглощение света при этом меньше 10%, слабое потемнение не рассматривали как повреждение. Для стекол, содержащих бор, поглощение света после облучения увеличивалось на 40%, и наблюдалось значительное потемнение. Уменьшение прозрачности стекол, по-видимому, не влияет на работу или точность прибора, но влияние излучения на уплотнение между стеклом и металлом может быть вредным из-за изменения плотности стекла. Результаты экспериментов по облучению стекол, особенно содержащих бор, показывают, что большое выделение энергии атомами отдачи является причиной того, что стекло становится более плотным и поэтому возникают напряжения, достаточные для разрушения связи между стеклом и металлом. [c.415]

ПОГЛОЩЕНИЕ [резонансное гамма-излучения — поглощение гамма-квантов (фотонов) атомными ядрами, обусловленное переходами ядер в возбужденное состояние света < — явление уменьшения энергии световой волны при ее распространении в веществе, происходящее вследствие преобразования энергии волны во внутреннюю энергию вещества или энергию вторичного излучения резонансное — поглощение света с частицами, соответствующими переходу атомов поглощающей среды из основного состояния в возбужденное) ] ПОЛЗУЧЕСТЬ - медленная непрерывная пластическая деформация материала под действием небольших напряжений (и особенно при высоких температурах) ПОЛИМОРФИЗМ — способность некоторых веществ существовать в нескольких состояниях с различной атомной кристаллической структурой ПОЛУПРОВОДНИК (есть вещество, обладающее электронной проводимостью, промежуточной между металлами и диэлектриками и возрастающей при увеличении температуры вырожденный имеет большую концентрацию носителей тока компенсированнын содержит одновременно лонор ,1 и ак- [c.260]

Примесное поглощение в указанном спектральном диапазоне определнется гл. обр. поглощением ионами переходных металлов гидроксильными группами. Чтобы поглощение света не превышало неск. дБ/км, содержание переходных металлов и Гидроксильных групп в стекле не должно превыпшть неск. чаете на 1 мил- [c.334]

В видимой области спектра, наряду с ввутризонным поглощением света свободными электронами, на оптич. характеристики ряда металлов влияет межзонное поглощение, не описываемое теорией Друде — Зинера. Коэф. поглощения при этом возрастает до 0,2—0,5. В УФ-области при сз Мр (область III, рис. 1) для всех металлов типичен переход от сильного отражения к прозрачности, вследствие изменения характера поляризуемости среды и знака е. При ы Шр отклик металлов на эл.-магн. воздействие связан с возбуждением излучения внутр. электронных оболочек атомов и аналогичен отклику диэлектриков. [c.111]

Отд. область М. составляют магнитооптич. явления в ферромагнетиках, заключающиеся во влиянии намагниченности на состояние поляризации при отражении света от металла или прохождении его через тонкие плёнки (см. Керра аффект магнитооптический) и объясняемые в рамках квантовой теории взаимодействия внеш. и внутр. электронов ферромагнетика и влияния спие-орбитального взаимодействия на поглощение света. [c.112]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...