Captulo 19Disperso tica

dosMateriais

19.0 Introduo

As ondas eltromagnticas interagem com os materiais em diferentes formas. Por

exemplo, os materiais podem ser opacos ou transparentes.

Os processos ticos que ocorrem em slidos, liquidos e

gases podem ser representados

macroscopicamente, como mostrado na figura ao lado,

onde so ilustrados os fenmenos de reflexo,

propagao e transmisso da luz em um meio tico.

19.1 Modelo do Oscilador Harmnico de Drude-Lorentz

19.1 Modelo do Oscilador Harmnico de Drude-Lorentz

19.1 Modelo do Oscilador Harmnico de Drude-Lorentz

19.1 Modelo do Oscilador Harmnico de Drude-Lorentz

19.1 Modelo do Oscilador Harmnico de Drude-Lorentz

19.1 Modelo do Oscilador Harmnico de Drude-Lorentz

19.2 Absoro na Ressonncia por Cargas LigadasTodo sistema fsico material

capaz de vibrar e possui uma ou mais frequncias naturais, isto ,

que so caractersticas do sistema, mais precisamente de

como este constituido. A absoro sempre ocorre quando

a frequncia da radiao incidente for ressonante com

transies dos tomos do meio tico. Um exemplo o rubi, que absorve a frequncia do azul e

do verde e transmite no vermelho.

19.2 Absoro na Ressonncia por Cargas Ligadas

Combinando as equaes da frequncia natural e frequncia de plasma, podemos, por exemplo, determinar o nvel de empacotamento do material, ou seja, quanto mais

prximo de 1 a razo entre eles, mais denso este material.

19.2 Absoro na Ressonncia por Cargas Ligadas

Para gases, o nmero de cargas por unidade de volume menor,entretanto isso nada afeta sua frequncia natural ( ), a qual mantida, porem sua frequncia de amortecimento para os eltrons mais internos se torna mais difcil de determinar.

Para um Em = 0, temos:

Pela equao do movimento:

Perceba que para valores muito pequenos da frequncia de amortecimento (), '

0 ser aproximadamente igual a

02 , e

que pelo decaimento da amplitude e da energia de oscilao, podemos escrever que:

19.2 Absoro na Ressonncia por Cargas LigadasEm uma situao hipottica, podemos fazer 0, ou seja, sem amortizao da onda eletromagntica no meio material e verificamos qual o comportamento das constantes dieltricas em funo da frequncia.

19.2 Absoro na Ressonncia por Cargas Ligadas

Constante dieltrica K em funo da frequncia incidente

19.2 Absoro na Ressonncia por Cargas Ligadas

Constantes ticas n e k , em funo da frequncia incidente

A partir das equaes:

Iremos obter:

19.2 Absoro na Ressonncia por Cargas Ligadas

Constantes dieltricaspara uma linha estreitaem

0

Constantes ticaspara uma banda de absoro larga.

Constantes ticaspara uma linha intensaem

0

19.3 Teoria do Eltron Livre de Drude O modelo de Drude para conduo elctrica foi desenvolvido at 1900 por Paul Drude

para explicar as propriedades de transporte de eltrons em materiais (especialmente em metais). O modelo de Drude baseia-se na aplicao da teoria cintica aos eltrons num slido. Supe que o material contm ions positivos imveis e um "gs de eltrons" clssicos, que no interagem entre si, de densidade n, donde o movimento de cada um se encontra amortecido por uma fora de frico produto das colises dos eltrons com os ions, caracterizada por um tempo de relaxamento .

19.3 Teoria do Eltron Livre de Drude

Consideremos as quatro situaes abaixo:

19.3 Teoria do Eltron Livre de Drude

Grfico diLog das constantes ticas das cargas livres em funo da frequncia de incidncia.

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