Cтраница 2
При сравнительно небольших частотах ( инфракрасные лучи) оптические свойства металла обусловливаются главным образом поведением свободных электронов. Но при переходе к видимому и ультрафиолетовому свету начинают играть заметную роль связанные электроны, характеризующиеся собственной частотой, лежащей в области более коротких длин волн. Участие этих электронов обусловливает, так сказать, неметаллические оптические свойства металла. [16]
При сравнительно небольших частотах ( инфракрасные лучи) оптические свойства металла обусловливаются главным образом поведением свободных электронов. Но при переходе к видимому и ультрафиолетовому свету начинают играть заметную роль связанные электроны, характеризующиеся собственной частотой, лежащей в области более коротких длин волн. Участие этих электронов обусловливает, так сказать, неметаллические оптические свойства металла. Так, например, серебро, которое в видимой области характеризуется очень большим коэффициентом отражения ( свыше 95 %) и заметным поглощением, т.е. типичными оптическими особенностями металла, в области ультрафиолета обладает резко выраженной областью плохого отражения и большой прозрачности; вблизи Л 316 нм отражательная способность серебра падает до 4 2 %, т.е. соответствует отражению от стекла. [17]
В области видимого и особенно ультрафиолетового света у металлов обнаруживается заметная зависимость коэффициентов отражения и поглощения от частоты. Соответственно возрастает и прозрачность тонкой пленки серебра. Аналогичные закономерности обнаруживаются у щелочных металлов. Это свидетельствует о том, что при больших частотах существенную роль в оптических свойствах металлов начинают играть вынужденные колебания связанных электронов в ионах, образующих кристаллическую решетку металла. [18]
В то же время свет проникает в металл гораздо глубже, так как пленки толщиной даже в 100 атомных слоев еще проницаемы для света. Эго доказывает, что подавляющее большинство фотоэлектронов зарождается в поверхностном слое металла. Теория Тамма - Шубина - Митчела позволяет вычислить фотоэлектронный ток, найти его зависимость от поляризации и определить вид спектральной характеристики, а также распределение скоростей фотоэлектронов. Качественное совпадение с экспериментом во всех отношениях получается хорошее, и в некоторых случаях можно говорить даже о количественном соответствии теории и эксперимента. Следует отметить, что оптические свойства металлов недостаточно изучены и это препятствует получению хороших количественных результатов. [19]
С одной стороны, электроны свободно перемещаются в металле, перенося электрический ток, выравнивая температуру, создавая термоэлектродвижущис силы. Это значит, что в тепловом движении электроны участвуют как самостоятельные частицы, движущиеся среди атомов металла. Нагревая металл, нужно сообщить энергию по только его атомам, но и свободным электронам. Число их, судя по оптическим свойствам металлов, равно числу атомов. Электроны должны получить столько же тепловой энергии, сколько получил бы газ, состоящий из такого же числа молекул. [20]
С одной стороны, электроны свободно перемещаются в металле, перенося электрический ток, выравнивая температуру, создавая термоэлектродвижущие силы. Это значит, что в тепловом движении электроны участвуют как самостоятельные частицы, движущиеся среди атомов металла. Нагревая металл, нужно сообщить энергию не только его атомам, по и свободным электронам. Число их, судя по оптическим свойствам металлов, равно числу атомов. Электроны должны получить столько же тепловой энергии, сколько получил бы газ, состоящий из такого же числа молекул. [21]
В области видимого и особенно ультрафиолетового света у металлов обнаруживается заметная зависимость коэффициентов отражения и поглощения от частоты. Например, коэффициент отражения от чистой поверхности серебра изменяется от 0 96 при К0 - 700 ммк до 0 042 при А 0 316 ммк. Соответственно возрастает и прозрачность тонкой пленки серебра. Аналогичные закономерности обнаруживаются у щелочных металлов. Следовательно, при больших частотах существенную роль в оптических свойствах металлов начинают играть вынужденные колебания связанных электронов в ионах, образующих кристаллическую решетку металла. [22]
В области видимого и особенно ультрафиолетового света у металлов обнаруживается заметная зависимость коэффициентов отражения и поглощения от частоты. Например, коэффициент отражения от чистой поверхности серебра изменяется от 0 96 при Я700 нм до 0 042 при А 316 нм. Соответственно возрастает и прозрачность тонкой пленки серебра. Аналогичные закономерности обнаруживаются у щелочных металлов. Это свидетельствует о том, что при больших частотах существенную роль в оптических свойствах металлов начинают играть вынужденные колебания связанных электронов в ионах, образующих кристаллическую решетку металла. [23]
Согласно методу Друде, для определения п и к достаточно измерить сдвиг фаз Лср ср ( - ср j между параллельными и перпендикулярными компонентами отраженного поля и коэффициент отражения К при некотором значении угла падения. Как показывают расчеты, результаты подобного вычисления не дают удовлетворительного согласия с экспериментально вычисленными значениями п и х в видимой области. Расхождение усиливается с увеличением частоты падающего света. Действительно, при развитии вышеупомянутой теории мы исходили из представления о металле как о системе, состоящей из полностью свободных электронов. При увеличении частоты света ( для видимой и ультрафиолетовой областей) в оптических явлениях участвуют также связанные электроны, отсюда и вытекает расхождение теории с экспериментом. В инфракрасной области, где оптические свойства металлов в основном обусловлены наличием свободных электронов, согласие можно считать удовлетворительным. [24]
В газообразном состоянии металлы являются диэлектриками и не обнаруживают каких-либо аномальных оптических свойств. В конденсированном состоянии металлы содержат огромное количество электронов проводимости и потому обладают высокой электрической проводимостью. Под действием света электроны проводимости совершают переменное движение и излучают вторичные волны. Коэффициент отражения может достигать 0 95 и более. Он зависит от чистоты поверхности металла, его электрической проводимости и частоты света. Преломленная волна очень быстро поглощается в металле. Ее энергия расходуется на джоулеву теплоту, выделяемую токами проводимости, возникающими под действием света в тонком слое металла у его поверхности. В области частот инфракрасного излучения оптические свойства металлов определяются главным образом электронами проводимости. [25]
В газообразном состоянии металлы являются диэлектриками и не обнаруживают каких-либо аномальных оптических свойств. В конденсированном состоянии металлы содержат огромное количество электронов проводимости и потому обладают высокой электрической проводимостью. Под действием света электроны проводимости совершают переменное движение и излучают вторичные волны. В результате наложения первичной волны, падающей на поверхность металла, и вторичных волн образуются интенсивная отраженная волна и сравнительно слабая волна, проходящая в металл. Коэффициент отражения может достигать 0 95 и более. Он зависит от чистоты поверхности металла, его электрической проводимости и частоты света. Преломленная волна очень быстро поглощается в металле. Me энергия расходуется на джоулеву теплоту, выделяемую токами проводимости, возникающими под действием света в тонком слое металла у его поверхности. В области частот инфракрасного излучения оптические свойства металлов определяются главным образом электронами проводимости. Однако в области видимого света и особенно ультрафиолетового излучения заметную роль начинают играть связанные электроны, находящиеся в ионах металла. Это приводит к уменьшению коэффициента отражения и заметной его зависимости от частоты. Например, коэффициент отражения от чистой поверхности серебра изменяется от 0 95 при А, 700 им до 0 042 при А 31 () им. Соответственно возрастает и прозрачность тонкой пленки серебра. Аналогичные закономерности обнаруживаются у щелочных металлов. [26]