धातुएं चमकदार और परावर्तक क्यों होती हैं?

उनके मुक्त इलेक्ट्रॉन प्लाज्मा आवृत्ति से नीचे आपतित प्रकाश के प्रति दृढ़ता से प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे एक बड़ी नकारात्मक परमिटिविटी उत्पन्न होती है जो तरंग को अंदर फैलने से रोकती है और इसके अधिकांश हिस्से को परावर्तित कर देती है।

क्रामर्स-क्रोनिक संबंध हमें क्या बताते हैं?

वे दिखाते हैं कि किसी सामग्री का अवशोषण और अपवर्तनांक कार्य-कारण द्वारा जुड़े हुए हैं, इसलिए सभी आवृत्तियों पर अवशोषण को मापने से अपवर्तनांक निर्धारित होता है और इसके विपरीत भी।

सामग्रियों के प्रकाशीय गुणधर्म

किसी सामग्री की आवृत्ति-निर्भर परमिटिविटी (permittivity) उसके अपवर्तनांक, अवशोषण और पूरे स्पेक्ट्रम में परावर्तन को निर्धारित करती है।

PaperMind से विषय खोजेंजल्द हीFind papers & topics

Tools & resources

स्लाइड डाउनलोड करें

Learn & explore

वीडियोजल्द ही

Definition

किसी सामग्री के प्रकाशीय गुणधर्म उसके जटिल, आवृत्ति-निर्भर परमिटिविटी द्वारा नियंत्रित होते हैं, जिसके वास्तविक और काल्पनिक भाग अपवर्तनांक और अवशोषण देते हैं; ये आवेशों की अनुनादी और मुक्त-वाहक प्रतिक्रिया से उत्पन्न होते हैं और क्रामर्स-क्रोनिक संबंधों के माध्यम से कार्य-कारण (causality) द्वारा बाधित होते हैं।

Scope

यह विषय सामग्रियों की आवृत्ति-निर्भर विद्युत चुम्बकीय प्रतिक्रिया को शामिल करता है: जटिल परावैद्युत फलन (complex dielectric function) और अपवर्तनांक, फैलाव के लोरेंत्ज़ ऑसिलेटर (Lorentz oscillator) और ड्रूड मॉडल (Drude models), अवशोषण बैंड (absorption bands) और पारदर्शिता खिड़कियां (transparency windows), अवशोषण और फैलाव को जोड़ने वाले क्रामर्स-क्रोनिक संबंध (Kramers-Kronig relations), और धातुओं, परावैद्युत (dielectrics) और प्लाज्मा का प्रकाशीय व्यवहार। यह बताता है कि सामग्रियां विशेष आवृत्तियों को क्यों परावर्तित, संचारित या अवशोषित करती हैं।

Core questions

किसी सामग्री की क्षेत्रों के प्रति प्रतिक्रिया आवृत्ति-निर्भर क्यों होती है?
अवशोषण और अपवर्तनांक परावैद्युत फलन से कैसे संबंधित हैं?
धातुएं परावर्तक और परावैद्युत विभिन्न श्रेणियों में पारदर्शी क्यों होते हैं?

Key concepts

जटिल परमिटिविटी
परावैद्युत फलन
अपवर्तनांक
अवशोषण गुणांक
लोरेंत्ज़ ऑसिलेटर मॉडल
ड्रूड मॉडल
क्रामर्स-क्रोनिक संबंध
प्लाज्मा आवृत्ति

Key theories

लोरेंत्ज़ और ड्रूड फैलाव मॉडल: बाध्य आवेशों को संचालित, अवमंदित ऑसिलेटर (लोरेंत्ज़) और मुक्त वाहकों को संघट्ट-अवमंदित (ड्रूड) के रूप में मॉडल करने से परमिटिविटी, अपवर्तनांक और अवशोषण की आवृत्ति निर्भरता को पुन: उत्पन्न किया जा सकता है।
क्रामर्स-क्रोनिक संबंध: कार्य-कारण के लिए आवश्यक है कि परावैद्युत फलन के वास्तविक और काल्पनिक भाग अभिन्न संबंधों से जुड़े हों, इसलिए फैलाव और अवशोषण स्वतंत्र नहीं होते हैं और एक को दूसरे से प्राप्त किया जा सकता है।

Clinical relevance

ये गुणधर्म ऑप्टिकल कोटिंग्स, लेंस, लेजर और फोटोनिक उपकरणों के डिजाइन, धातुओं की परावर्तनशीलता, प्लास्मोनिक सेंसर और स्पेक्ट्रोस्कोपी और इमेजिंग में सामग्रियों और ऊतकों की पहचान के लिए उपयोग किए जाने वाले अवशोषण स्पेक्ट्रा को निर्धारित करते हैं।

History

1900 के आसपास लोरेंत्ज़ के इलेक्ट्रॉन सिद्धांत और ड्रूड के मुक्त-इलेक्ट्रॉन मॉडल ने परावैद्युत और धातुओं के फैलाव और प्रकाशीय प्रतिक्रिया की व्याख्या की। 1920 के दशक में तैयार किए गए क्रामर्स-क्रोनिक संबंधों ने अवशोषण और अपवर्तनांक के बीच कार्य-कारण संबंध स्थापित किया जो प्रकाशीय-स्थिरांक विश्लेषण का आधार है।

Key figures

Hendrik Lorentz
Paul Drude
Hendrik Kramers

Seminal works

jackson1998
landau1984

Frequently asked questions

धातुएं चमकदार और परावर्तक क्यों होती हैं?: उनके मुक्त इलेक्ट्रॉन प्लाज्मा आवृत्ति से नीचे आपतित प्रकाश के प्रति दृढ़ता से प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे एक बड़ी नकारात्मक परमिटिविटी उत्पन्न होती है जो तरंग को अंदर फैलने से रोकती है और इसके अधिकांश हिस्से को परावर्तित कर देती है।
क्रामर्स-क्रोनिक संबंध हमें क्या बताते हैं?: वे दिखाते हैं कि किसी सामग्री का अवशोषण और अपवर्तनांक कार्य-कारण द्वारा जुड़े हुए हैं, इसलिए सभी आवृत्तियों पर अवशोषण को मापने से अपवर्तनांक निर्धारित होता है और इसके विपरीत भी।