Почему оптическое излучение слабо поглощается в чистых диэлектриках?

Оптическое излучение слабо поглощается в чистых диэлектриках по нескольким причинам.

Во-первых, ширина запрещенной зоны диэлектриков обычно больше энергетического спектра видимого света. Запрещенная зона - это диапазон энергий, в котором электроны не могут существовать в основных состояниях. У диэлектриков ширина этой запрещенной зоны велика, что означает, что энергия фотонов света слишком низкая для возбуждения электронов и перехода в проводимую зону. Поэтому фотоны света проходят через диэлектрики с незначительным поглощением.

Во-вторых, собственные частоты электронов в диэлектриках обычно лежат в ультрафиолетовой области спектра, а не в области видимого света. Собственные частоты связаны с уровнями энергии, на которых находятся электроны в диэлектрике. Если энергия фотонов свободного пространства не соответствует собственным частотам электронов диэлектрика, то поглощение будет очень слабым. Видимый свет обычно имеет более низкую энергию, поэтому диэлектрики не поглощают его в значительной степени.

Наконец, наблюдается нормальная дисперсия в чистых диэлектриках. Дисперсия описывает зависимость показателя преломления от частоты света. В диэлектриках с нормальной дисперсией показатель преломления увеличивается с увеличением частоты света, что означает, что скорость света внутри диэлектрика уменьшается с увеличением частоты. Это также приводит к слабому поглощению оптического излучения.

В целом, слабое поглощение оптического излучения в чистых диэлектриках связано с их шириной запрещенной зоны, собственными частотами электронов и нормальной дисперсией. Эти факторы делают диэлектрики прекрасным материалом для использования в оптических приложениях, таких как линзы, оптические волокна и многие другие устройства.