Почему прозрачные вещи (алмаз, стекло) прозрачны, а чёрные, к примеру, - нет?
Как это объясняется на атомном/молекулярном уровне?
Как это объясняется на атомном/молекулярном уровне?
Теория:
1) Электрон в атоме может занимать только строго определенные состояния с некоторой энергией. Одинавокой энергией может одновременно обладать (и находится на одном уровне) только два электрона со спинами +-1/2 (принцип запрета Паули) .
2) Попытка сблизить два атома приводит к противоречию: на одном уровне энергии может находиться только 2 электрона, а у нас их 4 на двух близко расположенных атомах. В связи с этим, один энергетический уровень "расползается" на два - один с энергией чуть больше, чем было, другой с энергией чуть меньше. Расползаются они тем сильнее, чем ближе подходят друг к другу атомы.
3) Теперь представим, что таких атомов мы сблизили много, и они образовали. . что-нибудь, например тот же алмаз. Этих "расползжихся" уровней становиться очень много, так много, что можно с достаточно большой точностью говорить о непрерывных зонах разрешенных состояний.
4) Точно такиеже зоны образуются из "потенциально доступных" энергетических уровней (при этом электронов там нет, хотя и могут появиться.. . ) .
5)Теперь следует рассмотреть несколько случаев. В зависимсти от особенностей материала, энергетические зоны могут: а) пересекаться, б) не пересекаться.
В случае (а) мы имеем дело с металлом, в случае (б) - с изолятором или полупроводником, в зависимости от "расстояния" между заполненной электронами зоной (валентной зоной) и пустой зоной (зоной поводимости) .
Теперь непосредственно по вопросу. Материал может поглотить квант света только в том случае, если какой-нибудь электрон увеличит свою энергию на то же значение. А как мы уже выяснили, допустимые значения энергии сильно ограничены, и, вообще говоря, дискретны. Таким образом, если энергия квантов света недостаточна для перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости, то свет проходит беспрепятственно. Если же этой энергии кванта ровно столько, сколько нужно для перехода электрона из валентной зоны в незанятое состояние в зоне проводимости, то квант может быть поглощён.
Ну а какова верояность этого поглощения - уже другой вопрос.
Спектральными линиями поглощения это объясняется, которые возникают из-за резонанса частот падающего электромагнитного излучения и вращательных/колебательных частот молекул и атомов в кристаллической решётке.
Стекло, например, чёрное в УФ, а кремний прозрачен в ИК, хотя в видимом диапазоне всё наоборот.
Потому что молекулы стекла раскачивает ультрафиолет, а молекулы кремния - обычный свет.
Засунь стекло в воду его не видно, в скором свете но если через пизму Невидимку увидим
передачей атомов и прочей ерунды--и поглощением (накапливают в ся энергию)