сті. Остання може бути обумовлена ​​як носіями заряду, так і гратами. У першому випадку має місце поглинання електромагнітної хвилі, що з різними електронними переходами, у другому - поглинання, пов'язане з передачею енергії безпосередньо решітці, тобто з генерацією тільки фононів. p> Відзначимо два випадки [1].
а. Непоглинаючих середу. Нехай Пѓ 1 = О• 2 = 0. Тоді, згідно (1.16а, б),
П‡ = 0 і
(1.17)
Це є формула Максвелла для показника заломлення, доповнена лише урахуванням можливої вЂ‹вЂ‹частотної залежності Оµ 1 '.
б. Слабке поглинання хвилі досить великої частоти. Нехай П‰ більше плазмової частоти, тобто Оµ 1 '> 0. Нехай також
(1.18)
Тоді коефіцієнт заломлення і раніше дається формулою (1.17), а коефіцієнт екстинкції є
(1.19)
Показник поглинання дорівнює тепер
(1.20)
Сенс умови (1.18) можна з'ясувати, згадуючи, що довжина електромагнітної хвилі в середовищі є. За допомогою цього співвідношення і рівностей (1.17), (1.20) легко призвести умова (1.18) до виду
(1.18 ')
Інакше кажучи, відстань, на якому хвиля помітно поглинається, повинно бути велике в порівнянні з її довжиною.
Умова Оµ 2 '> 0 і нерівність (1.18 ') виконується у багатьох цікавих випадках. При цьому внесок вільних носіїв заряду в діелектричну проникність зразка зазвичай невеликий, тобто Оµ 1 '≈ Оµ 1 . Невеликим виявляється зазвичай і граткова поглинання в розглянутій області частот:
Оµ 2 <<1. При цьому формулу (1.20) можна переписати у вигляді (при Ој ≈ 1)
(1.20 ')
На досвіді часто вимірюють ще коефіцієнт відображення R. Останній визначається рівністю [1]
(1.21)
Тут E i - Амплітуди хвилі, що падає на зразок, E r -Амплітуда відбитої хвилі. Користуючись граничними умовами для компонент вектора E на поверхні зразка, можна висловити R через коефіцієнти заломлення та екстинкції п і П‡. У разі нормального падіння ми маємо
(1.22)
В
2. Механізми поглинання
Процеси поглинання світла слід класифікувати по тому, на що безпосередньо витрачається енергія поглинених фотонів. Можна виділити наступні механізми [1]:
1) гратковий поглинання: електромагнітна хвиля безпосередньо збуджує коливання грати. Цей механізм поглинання особливо важливий в іонних кристалах, в яких генерація оптичних фононів призводить до помітної зміни вектора поляризації; однак таке поглинання спостерігається і в гомеополярной матеріалах. Його випробовують хвилі, частоти яких близькі до граничної частоті оптичних фононів П‰ 0 . (Зазвичай це відповідає енергії в кілька сотих часток електронвольт.) p> 2) Поглинання вільними носіями заряд...
