導電媒質(zhì)的特征是存在許多未被束縛的自由電荷,對金屬來講,這些電荷就是電子,其運動構(gòu)成了電流,因此金屬的電導率很大,幾十某時刻存在電荷密度,也會很快地衰減未零,可以認為金屬中的電荷密度為零。實際金屬中,傳導電子和進行熱擾動的晶格或缺陷發(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,會被強烈地吸收。
當光照射在清潔磨光的金屬表面時,金屬中的自由電子將在光波電磁場的作用下強迫振動,產(chǎn)生次波,這些次波構(gòu)成了很強的反射波和較弱的透射波,這些透射波很快地被吸收。
由物理光學可知,金屬材料的折射率為復(fù)數(shù),光波在金屬中傳播時,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,這個穿透深度小于波長數(shù)量級。一種材料若是透明的,它的穿透深度必須大于它的厚度。可見光波只能透入金屬表面很薄的一層內(nèi),因此通常情況下,金屬是不透明的。
金屬對光波的作用是強吸收和強反射。強吸收指的是在小于波長數(shù)量級的穿透深度內(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的時間內(nèi)被強烈地吸收,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,即電導率越大,反射率越高。
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