Металлооптика это:

Металлооптика
        раздел оптики (См. Оптика), в котором изучается взаимодействие металлов с электромагнитными волнами. Основные оптические особенности металлов: большой коэффициент отражения R (например, у щелочных металлов R Металлооптика 99%) в широком диапазоне длин волн и большой коэффициент поглощения (электромагнитная волна внутри металла затухает, пройдя слой толщиной δ Металлооптика 0,1÷1․10-5 см, см. Скин-эффект). Эти особенности связаны с высокой концентрацией в металле электронов проводимости (См. Электрон проводимости) (см. Металлы).
         Взаимодействуя с электромагнитной волной, падающей на поверхность металла. электроны проводимости одновременно взаимодействуют с колеблющимися ионами решётки. Основная часть энергии, приобретённой ими от электромагнитного поля, излучается в виде вторичных волн, которые, складываясь, создают отражённую волну. Часть энергии, передаваемая решётке, приводит к затуханию волны внутри металла. Электроны проводимости могут поглощать сколь угодно малые кванты электромагнитной энергии ћω (ћ — Планка постоянная, ω — частота излучения). Поэтому они дают вклад в оптические свойства металла при всех частотах. Особенно велик их вклад в радиочастотной и инфракрасной областях спектра. По мере увеличения ω вклад электронов проводимости в оптические свойства металлов уменьшается, уменьшается и различие между металлами и диэлектриками (См. Диэлектрики).
         Остальные валентные электроны влияют на оптические свойства металла только когда они участвуют во внутреннем Фотоэффекте, что происходит при ћω ≥ ΔE (ΔE — энергетическая щель между основным и возбуждённым состояниями электронов). Возбуждение электронов приводит к аномальной дисперсии волн и к полосе поглощения с максимумом вблизи частоты резонансного поглощения. Благодаря сильному электрон-электронному и электрон-ионному взаимодействию полосы поглощения в металле значительно шире, чем в диэлектрике. Обычно у металлов наблюдается несколько полос, расположенных главным образом в видимой и ближней ультрафиолетовой областях спектра. Однако для ряда поливалентных металлов наблюдаются полосы и в инфракрасной области спектра. При частотах ω ≥ ωп, где ωп — плазменная частота валентных электронов, в металле возбуждаются плазменные колебания электронов. Они приводят к появлению области прозрачности при ω ≈ ωп.
         В ультрафиолетовой области коэффициент отражения R падает и металлы по своим свойствам приближаются к диэлектрикам. При ещё больших частотах (рентгеновская область) оптические свойства определяются электронами внутренних оболочек атомов и металлы по оптическим свойствам не отличаются от диэлектриков.
         Оптические свойства металлов описываются комплексной диэлектрической проницаемостью (См. Диэлектрическая проницаемость):
         где ε' — вещественная диэлектрическая проницаемость, σ — проводимость металла, или комплексным показателем преломления:
         где ε' — вещественная диэлектрическая проницаемость, σ — проводимость металла, или комплексным показателем преломления:
         (κ — показатель поглощения). Комплексность показателя преломления выражает экспоненциальное затухание волны внутри металла. При падении плоской волны на поверхность металла под углом φ ≠ 0 волна внутри металла будет неоднородной. Плоскость равных амплитуд параллельна поверхности металла, плоскость равных фаз наклонена к ней под углом, величина которого зависит от φ. Волны, отражённые от поверхности металла, поляризованные в плоскости падения и перпендикулярно к ней, имеют разность фаз. Благодаря этому плоскополяризованный свет после отражения становится эллиптически-поляризованным. Коэффициент отражения R волн, поляризованных в плоскости падения, у металлов, в отличие от диэлектриков, всегда ≠ 0, и лишь имеет минимум при определённом φ.
        (κ — показатель поглощения). Комплексность показателя преломления выражает экспоненциальное затухание волны внутри металла. При падении плоской волны на поверхность металла под углом φ ≠ 0 волна внутри металла будет неоднородной. Плоскость равных амплитуд параллельна поверхности металла, плоскость равных фаз наклонена к ней под углом, величина которого зависит от φ. Волны, отражённые от поверхности металла, поляризованные в плоскости падения и перпендикулярно к ней, имеют разность фаз. Благодаря этому плоскополяризованный свет после отражения становится эллиптически-поляризованным. Коэффициент отражения R волн, поляризованных в плоскости падения, у металлов, в отличие от диэлектриков, всегда ≠ 0, и лишь имеет минимум при определённом φ.
         Для чистых металлов при низкой температуре в длинноволновой области спектра длина свободного пробега электронов l становится > δ. При этом затухание волны перестаёт быть экспоненциальным, хотя и остаётся очень сильным (аномальный скин-эффект). В этом случае комплексный показатель преломления теряет смысл и связь между падающей и преломленной волной становится более сложной. Однако свойства отражённого света при любом соотношении между l и δ полностью определяются поверхностным импедансом Z, с которым связывают эффективные комплексные показатели поглощения и преломления:
         nэфiκэф = 4π/(cZ).
         При l < δ величины n и κ в формулах заменяются на nэф и κэф.
         Для измерения n и κ массивного металлического образца исследуют свет, отражённый от его поверхности, либо поляризационными методами (измеряются характеристики эллиптической поляризации отражённого света), либо методами, основанными на измерении R (в широком спектральном диапазоне) при нормальном падении его на поверхность металла. Эти методы позволяют измерить оптические характеристики в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях с ошибкой Металлооптика0,5—2%. Для измерения тонкой структуры полос поглощения используются методы, основанные на модуляции свойств металла, приводящей к модуляции интенсивности отражённого света, которая и измеряется (термоотражение, пьезоотражение и т.п.). Указанные методы позволяют с большой точностью определить изменения R при изменении температуры, при деформации и т.п. (см. табл.), а также исследовать тонкую структуру полос поглощения. Особое внимание уделяется приготовлению поверхности исследуемых образцов. Поверхности нужного качества получаются электрополировкой или испарением металла в вакууме с последующим осаждением его на полированные подложки.
        
        Оптические характеристики некоторых металлов
        --------------------------------------------------------------------------------------
        |           | λ = 0,5 мкм                 | λ = 5,0 мкм                |
        |           |------------------------------------------------------------------------|
        |           | n       | κ       | %       | n      | κ.         | %    |
        |------------------------------------------------------------------------------------|
        | Na*     | 0,05   | 2,61  | 99,8       | —     | —        | -—      |
        |------------------------------------------------------------------------------------|
        | Cu      | 1,06   | 2,70  | 63,2       | 3,1    | 32,8     | 98,9    |
        | Ag      | 0,11   | 2,94  | 95,5       | 2,4    | 34,0     | 99,2    |
        | Au      | 0,50   | 2,04  | 68,8       | 3,3    | 35,2     | 98,95  |
        |------------------------------------------------------------------------------------|
        | Zn       | —      | —     | —          | 3,8    | 26,2     | 97,9    |
        |------------------------------------------------------------------------------------|
        | Al       | 0,50   | 4,59  | 91,4       | 6,7    | 37,6     | 98,2    |
        | In        | —      | —     | —          | 9,8    | 32,2     | 96,6    |
        |------------------------------------------------------------------------------------|
        | Sn      | 0,78   | 3,58  | 80,5       | 8,5    | 28,5     | 96,2    |
        | Pb      | 1,70   | 3,30  | 62,6       | 9,0    | 24,8     | 95,0    |
        |------------------------------------------------------------------------------------|
        | Ti        | 2,10   | 2,82  | 52,2       | 3,4    | 9,4       | 87,4    |
        |------------------------------------------------------------------------------------|
        | Nb      | 2,13   | 3,07  | 56,0       | 8,0    | 27,7     | 96,2    |
        | V        | 2,65   | 3,33  | 56,6       | 6,6    | 17,5     | 92,7    |
        |------------------------------------------------------------------------------------|
        | Mo      | 3,15   | 3,73  | 59,5       | 4,25  | 23,9     | 97,2    |
        | W       | 3,31   | 2,96  | 51,6       | 3,48  | 21,2     | 97,0    |
        |------------------------------------------------------------------------------------|
        | Fe       | 1,46   | 3,17  | 63,7       | 4,2    | 12,5     | 90,8    |
        | Co      | 1,56   | 3,43  | 65,9       | 4,3    | 14,6     | 92,9    |
        | Ni       | 1,54   | 3,10  | 61,6       | 4,95  | 18,5     | 94,8    |
        |------------------------------------------------------------------------------------|
        | Pt       | 1,76   | 3,59  | 65,7       | 7,6    | 20,2     | 93,7    |
        --------------------------------------------------------------------------------------
        
         * Оптические характеристики относятся к λ = 0,5893 мкм.
        
         М. позволяет по оптическим характеристикам, измеренным в широком спектральном диапазоне, определить основные характеристики электронов проводимости и электронов, участвующих во внутреннем фотоэффекте. М. имеет также и прикладное значение. Металлические зеркала (См. Зеркало) применяются в различных приборах, при конструировании которых необходимо знание R, n и κ в различных областях спектра. Измерение n и κ позволяет также установить наличие на поверхности металла тонких плёнок (например, плёнки окиси) и определить их оптические характеристики.
        
         Лит.: Соколов А. В., Оптические свойства металлов, М., 1961; Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., М., 1970; Гинзбург В. Л., Мотулевич Г. П., Оптические свойства металлов, «Успехи физических наук», 1955, т. 55, в. 4, с. 489; Мотулевич Г. П., Оптические свойства поливалентных непереходных металлов, там же, 1969, т. 97, в. 2, с. 211; Кринчик Г. С., Динамические эффекты электро- и пьезоотражения света кристаллами, там же, 1968, т. 94, в. 1, с. 143; Головашкин А. И., Металлооптика, в кн.: Физический энциклопедический словарь, т. 3, М., 1963.
         Г. П. Мотулевич

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Металлооптика" в других словарях:

  • металлооптика — металлооптика …   Орфографический словарь-справочник

  • МЕТАЛЛООПТИКА — раздел физики, в к ром изучается вз ствие металлов с эл. магн. волнами оптич. диапазона (электродинамич. св ва металлов). Для металлов характерны: большие коэфф. отражения волн R в широком диапазоне длин волн l, что связано с высокой… …   Физическая энциклопедия

  • МЕТАЛЛООПТИКА — раздел оптики, в котором изучается взаимодействие металлов с электромагнитными волнами в широкой области длин волн, включающей оптический диапазон …   Большой Энциклопедический словарь

  • металлооптика — Раздел оптики, в к ром изуч. взаимод. металлов с электромагн. волнами. Осн. оптич. особенности металлов: большой коэфф. отражения R (напр., у ЩЗМ R * 99 %) в широком диапазоне волн и большой коэфф. поглощения: электромагн. волна в металле… …   Справочник технического переводчика

  • металлооптика — раздел оптики, в котором изучается взаимодействие металлов с электромагнитными волнами в широкой области длин волн, включающей оптический диапазон. * * * МЕТАЛЛООПТИКА МЕТАЛЛООПТИКА, раздел оптики, в котором изучается взаимодействие металлов с… …   Энциклопедический словарь

  • металлооптика — (см. металл) раздел оптики, в котором изучаются оптические свойства металлов (отражательная способность, поглощение света) в зависимости от их кристаллической структуры. Новый словарь иностранных слов. by EdwART, , 2009. металлооптика и, мн. нет …   Словарь иностранных слов русского языка

  • МЕТАЛЛООПТИКА — раздел оптики, в к ром изучаются оптич. св ва металлов. Вследствие большой концентрации носителей тока (электронов проводимости) металлы обладают не только высокой электрич. проводимостью, но также и нек рыми особыми оптич. св вами. В широком… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • МЕТАЛЛООПТИКА — раздел оптики, в к ром изучается взаимодействие металлов с эл. магн. волнами в широкой области длин волн, включающей оптич. диапазон …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • металлооптика — металло оптика, и …   Русский орфографический словарь

  • металлооптика — (1 ж) …   Орфографический словарь русского языка


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»