導(dǎo)電媒質(zhì)的特征是存在許多未被束縛的自由電荷,對(duì)金屬來(lái)講,這些電荷就是電子,其運(yùn)動(dòng)構(gòu)成了電流,因此金屬的電導(dǎo)率很大,幾十某時(shí)刻存在電荷密度,也會(huì)很快地衰減未零,可以認(rèn)為金屬中的電荷密度為零。實(shí)際金屬中,傳導(dǎo)電子和進(jìn)行熱擾動(dòng)的晶格或缺陷發(fā)生碰撞,將入射的光波能量不可逆地轉(zhuǎn)化為焦耳熱。因此,光波在金屬中傳播時(shí),會(huì)被強(qiáng)烈地吸收。
當(dāng)光照射在清潔磨光的金屬表面時(shí),金屬中的自由電子將在光波電磁場(chǎng)的作用下強(qiáng)迫振動(dòng),產(chǎn)生次波,這些次波構(gòu)成了很強(qiáng)的反射波和較弱的透射波,這些透射波很快地被吸收。
由物理光學(xué)可知,金屬材料的折射率為復(fù)數(shù),光波在金屬中傳播時(shí),定義光波振幅衰減到表面振幅的1/e處的傳播距離為穿透深度,這個(gè)穿透深度小于波長(zhǎng)數(shù)量級(jí)。一種材料若是透明的,它的穿透深度必須大于它的厚度??梢姽獠ㄖ荒芡溉虢饘俦砻婧鼙〉囊粚觾?nèi),因此通常情況下,金屬是不透明的。
金屬對(duì)光波的作用是強(qiáng)吸收和強(qiáng)反射。強(qiáng)吸收指的是在小于波長(zhǎng)數(shù)量級(jí)的穿透深度內(nèi),金屬中的傳道電子將入射的光波能量轉(zhuǎn)化為焦耳熱,一般在10-11——10-10s的時(shí)間內(nèi)被強(qiáng)烈地吸收,但由于穿透深度很小,因此電子耗散的總能量很少。強(qiáng)反射指的是由于技能書表面的反射率比透明媒質(zhì)高得多,大部分入射能量都被金屬表面反射。各種金屬因其自由電子密度不同,反射光波的能力不同。一般情況,自由電子密度越大,即電導(dǎo)率越大,反射率越高。
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