怎樣用能帶理論解釋玻璃是透明的?

時間 2021-06-05 19:44:20

1樓:

物質的透明度主要跟光的吸收有關。

光作為一種能量流,在穿過介質時,能引起介質的價電子躍遷或影響原子的振動而消耗能量,此即光的吸收。

金屬對可見光的吸收很強烈,是由於金屬的價電子處於未滿帶,吸收光子後即呈激發態,不用躍遷到導帶即能發生碰撞而發熱。

當光子能量大到電介質的禁帶寬度Eg時,電子就會吸收光子能量從價帶躍遷到導帶,致使吸收係數驟然增大。

沒有任何一種介質(真空除外)對任何波長的電磁波都完全透明的。

對某些波長透明的介質,對另一些波長則不透明。

如:石英,對可見光幾乎完全透明。(對可見光的吸收量很小)

對波長3.5~5.0μm的紅外光卻是不透明的。(這種吸收稱為選擇性吸收)

吸收由一般吸收和選擇性吸收兩部分組成。透明材料的選擇吸收使其呈不同顏色。如果介質在可見光範圍對各種波長的光的吸收程度相同,則稱為均勻吸收。

在此情況下,隨著吸收程度的增加,顏色從灰變到黑。

光的吸收常常由特殊離子或髮色基團引起,因此,吸收係數除了與波長有關外,還與電介質中吸收離子濃度成正比。

貼張課件裡的圖:

2樓:Qianyi Guo

從能帶理論角度說,可見光的能量範圍約為1.6~3.1 eV,而玻璃是一種絕緣體,其能隙大於這個值,因此「不吸收」可見光。

(參考:約為9eV,Phys. Rev.

B 83, 174201 (2011))

但是這樣解釋顯然是不完整的:絕緣體不都是透明的,應當考慮其他因素;光在玻璃中速度小於,光子不會沒有與玻璃發生作用。

參見:Why glass is transparent?

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