Плазменная частота. Прозрачность щелочных металлов для УФ излучения
При наличии некоторой плотности тока и в отсутствие наведенного заряда для немагнитного материала запишем уравнения Максвелла в виде:
| (11.8) |
Решение ищем с временной зависимостью типа exp(-i
t).
Используем связь (11.6) для тока и электрического поля и взяв ротор от третьего
уравнения (11.8) получим
| (11.9) |
Это уравнение имеет вид обычного волнового уравнения
- | (11.10) |
с комплексной диэлектрической проницаемостью
| (11.11) |
Если частота достаточно велика, так что выполняется условие
| (11.12) |
то
в первом приближении, исходя из (11.11) и полученного ранее выражения (11.7) для
(
),
получаем
| (11.13) |
где величина
p
, называемая плазменной частотой, определяется выражением
| (11.14) |
Если
- действительная отрицательная величина (
<
p),
то уравнение (11.10) имеет лишь такие решения, которые экспоненциально спадают
в пространстве, следовательно, в этом случае излучение не может распространяться.
Если же
- положительная величина (
>
p),
то решение уравнения (11.10) представляет осциллирующей функцией, излучение может
распространяться и металл должен быть прозрачным для такого излучения.
Было обнаружено Вудом (Wood), что щелочные металлы действительно становятся прозрачными
в УФ-диапазоне. Подставляя в (11.14) численные значения, для частоты и длины волны
плазменных колебаний получаем
| (11.15) |
Эффект прозрачности щелочных металлов был объяснен Зинером (Zener).
| На главную сайта Dvoika.net |