Предподавание оптических тел твердого тела студент тгпуим. Низами Аметова Лола Онгарбаевна

ПРЕДПОДАВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ТЕЛ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Студент ТГПУим.Низами Аметова Лола Онгарбаевна

Оптические свойства взаимодействуются со светам и делятся на два типа
1-тип . Сохранение энергии света
Например:(прозрачность света, преломление света и отражение света
Прозрачность света это- свойства вещества направленно пропускать свет, характеризуется отношением величины потока излучения I, прошедшего без изменения направления через слой среды единичной толщины , к величине потока излучения,
вошедшегов эту среду в виде параллельного пучка
Преломление света –это изменение направления луча, вознкающее на границе двух сред, через которые этот луч проходит , или в одной среде, но с меняющимися свойствами, в которой скорость распространения волны неодинакова
2-тип.Изменение энергии кванта
Например: (Фонон, экситоны и излучение твердого тела)
Фонон –это квант колебательного движения атомов или молекул. По аналогии с фотоном он представляет собой волну с определенной энергией,но в данном случау эта волна распространяется в твердам
Экситон-(от лат.excito- возбуждаю) квазичастица, соответствующая электронному возбуждению, мигрирующему по кристаллу, но не связанному с переносом заряда и массы.
Экситон может быть представлен в виде связанного состояния электрона проводимости и дырки , расположенных или в одном узле кристаллической решетки.

В полупроводниках и диэлектриках возможно поглощение света , которое не сопровождается появлением свободных носителей заряда Возникающее возбуждение является электрически нейтральным и может быть рассмотрено как квазичастица, состоящая из электрона и дырки и называемая экситоном .Понятие экситон было введено Я.И. Френкелем в 1931г. В полупроводниках экситон был обнаружен в 1951г. Е. Ф. Гроссом с сотрудниками

Фонон- это квант колеботельного движения атомов или молекул. По аналогии с фотоном он представляет собой волну с определенной энергией, но в данном случае эта волна распространяется твердом теле через колебания взаимосвязанных частиц.
Излучение твердого тела- электромагнитные волны, испускаемые телами за счет их внутренней энергии. Излучаются телами, имеющими температуру больше 0 К, то есть разными нагретыми телами, поэтому спектр, расположение и интенсивность максимума которого зависят от температуры тела

Оптические свойства твёрдых тел очень разнообразны. Металлы в основном имеют высокий коэффициент отражения света в видимой области спектра, много диэлектриков прозрачные, как, например, стекло. Часто цвет того или другого твёрдого тела обусловлен поглощающими свет примесями. Для полупроводников и диэлектриков характерна фотопроводимость – увеличение электропроводности при освещении .

Спектр электромагнитных излучений достаточно широк и охватывает длины волн с размерами от далей ангстрем до километров. Для физики твердого тала и ее приложений наиболее важными являются диапазоны спектра от инфракрасного до рентгеновского. Видимый диапазон спектра достаточно узок по длинам волн (от 0,4 мкм до 0,7 мкм). Тем не менее этот диапазон представляет особую значимость для приложений физики твердого тела .

Физической основой излучения света (электромагнитного излучения в видимом и близком к нему ультрафиалетовом и инфракрасном спектре) в твердых телах является рекомбинация и генерация неравновесных носителей, поскольку переходы электронов между состояниями происходят либо с испусканием, либо с поглощением квантов света. Для видимого и инфракрасного спектров излучения важны .электронные переходы между валентной зоной и зоной проводимости. Электронные переходы между состояниями зоны проводимости и белее глубоких энергетических зон в твердых телах сопровождаются поглощением или испусканием квантов в рентгеновском диапазоне спектра. Процессы, приводящие к рекомбинационному излучению в полупроводниках, как правило, представляют собой совокупность нескальких явлений. Возникновение неравновесных носителей под воздействием возбуждения может сопровождаться диффузией носителей заряда, дрейфом их в электрическом пале, захватом на ловушки. ЛОВУШКА

Явление рекомбинационного излучения в полупроводниках получило название люминесценции. Люминесценция в полупроводниках может быть обусловлена различными по своей природе электронными переходами между валентной зоной и зоной проводимости. В зависимости от начального и конечного состояния различают семь типов переходов: А — межзонные переходы, т. Е. переходы электронов между состояниями, расположенными в зоне проводимости и валентной зоне; В — внутризонные переходы, т. Е. переходы электронов между состояниями, расположенными только в зоне проводимости или только в запрещенной зоне; С — переходы между примесными состояниями, энергетические уровни которых расположены в запрещенной зоне; D — переходы между примесными состояниями и состояниями для электронов в зоне проводимости или дырок в валентной зоне; Е — переходы с участием экситонов, т. Е. переходы электронов между экситонным состоянием и состояниями, расположенными в валентной зоне, или для связанных экситонов с состояниями, расположенными в запрещенной зоне; I — внутрицентровые излучательные переходы, т.е. электронные переходы между двумя энергетическими уровнями, принадлежащими одному центру

Спектр электромагнитного излучения, включая диапазон видимого спектра

Для оптоэлектронных устройств наиболее важными являются оптические переходы типа А, Е и D.

Межзонные переходы типа А обуславливают наиболее сильное поглощение или испускание света с энергией, близкой к ширине запрещенной зоны, h > Ед. Эти оптические переходы также называют фундаментальными.
Оптические свойства —- это свойства, воспринимаемые в зрительных ощущениях. К основным оптическим свойствам относятся поглощение, преломление, отражение и рассеяние света. Они имеют значение при эстетической оценке качества товаров. Некоторые из этих свойств являются решающими при оценке качества, например, оптической системы фотоаппаратуры, биноклей.

Оптические свойства определяются строением электронных оболочек атомов, из которых состоят молекулы материалов. Спектральный диапазон электромагнитного излучения света разделяют на диапазоны: ультрафиолетовый (3 · 10-9 — 4 · КГ7 м), видимый (4 · 10-7 – 8 · КГ7 м) и инфракрасный (8 · 10-7 -10-4м). Ультрафиолетовая часть спектра используется, например, для стерилизации воздуха, инфракрасная — в нагревательных приборах. Ультрафиолетовое излучение наиболее мощное, оно оказывает значительное влияние на процессы химической деструкции материалов.