Закон Бугера — Ламберта
Поглощение светового потока конденсированными средами происходит в соответствии с законом Бугера — Ламберта:
где q0 и q(x) — плотности потока излучения на поверхности облучаемого тела и на глубине х от поверхности; R и α — коэффициенты отражения и поглощения света, соответственно.
В случае изотропной и однородной поглощающей среды коэффициент поглощения не зависит от координаты и выражение (2.1) приводится к виду
где A = 1 – R — поглощающая способность материала.
Рис. 1. График зависимости энергии электрона в металле от импульса. Схематично показаны процессы возбуждения электронов при поглощении квантов света и последующей релаксации
Оптические свойства металлов удовлетворительно описываются моделью свободных электронов, согласно которой падающий на поверхность металла световой поток, за вычетом отражённой части, практически полностью поглощается свободными электронами в тонком слое d = α −1 ≃ 0,1 ÷ 1 мкм, соответствующем глубине проникновения света в металл.
Поглощение света происходит за счёт передачи энергии фотонов свободным электронам при столкновениях. При этом кинетическая энергия электронов, участвующих в поглощении, скачкообразно возрастает на величину кванта света hv.
На рис. 1 приведена зависимость кинетической энергии электронов в металле от импульса (показан процесс возбуждения электрона при поглощении фотона с последующей релаксацией).
Релаксация энергии возбуждения к равновесному значению осуществляется в основном в процессах электрон-электронного и электрон-фононного взаимодействий, что приводит к росту температуры электронного газа и, в конечном счёте, к нагреву решётки.
