Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

Onde I o e I R são as intensidades dos feixes incidente e refletido, respectivamente. Se a luz é
normal (ou perpendicular) à interface, então
R = ([n 2 - n 1 ]/[n 2 + n 1 ]) 2 (22.12)
onde n 2 e n 2 são os índices de refração dos dois meios. Se a luz incidente não for normal à
interface, R dependerá do ângulo de incidência. Quando a luz é transmitida a partir de um
vácuo ou ar para dentro de um sólido s, então
R = ([n s – 1][n s + 1]) 2 (22.13)
uma vez o índice de refração do ar é muito próximo da unidade. Assim, quanto maior o
índice de refração do sólido, tanto maior é a refletividade. Para vidros de silicato típicos, a
refletividade é aproximadamente 0,05. Justo como o índice de refração de um depende do
comprimento de onda da luz incidente, o mesmo acontece com a variação da refletividade
com o comprimento de onda. Perdas por reflexão de lentes e outros instrumentos óticos são
minimizados significativamente pelo revestimento da superfície refletora com muito finas
camadas de materiais dielétricos tais como fluoreto de mgnésio (MgF 2 ).
22.7 – ABSORÇÃO
Materiais não metálicos podem ser opacos ou transparentes à luz visível; e, se
transparente, eles às vezes aparecem coloridos. Em princípio, radiação luminosa é absorvida
nesse grupo de materiais por três mecanismos básicos, que também influenciam as
características de transmissão desses não-metais. Um desses é a polarização eletrônica (Seção
22.4). Absorção por polarização eletrônica é importante somente em altas frequências na
vizinhança da frequência de relaxação dos átomos consituintes. Os outros dois mecanismos
envolvem transições eletrônicas, que dependem da estrutura de banda de energia eletrônica
do material; estruturas de banda para semicondutores e isoladores foram discutidos na Seção
19.5. Um desses mecanismos de absorção envolve a absorção como uma consequência de
excitações eletrônicas através da lacuna de banda; o outro está relacionado a transições
eletrônicas para níveis de impureza ou de defeitos que se situam dentro da lacuna (“gap”).
Absorção de um fóton de luz pode ocorrer pela promoção ou excitação de um elétron
a partir de banda de valência quase toda preenchida, através da lacuna de banda, e para dentro
de um estado vazio dentro da banda de condução, como demonstrado na Figura 22.5a; um
elétron livre na banda de condução e um buraco na banda de valência são criados. De novo, a
energia de excitação ∆E está relacionada à frequência do fóton absorvido através da Equação
22.6. Essas excitações com a acompanhante absorção podem ocorrer somente se a energia do
fóton for maior do que a lacuna de banda E g , isto é, se
ou, em termos de comprimento de onda,
hν > E g (22.14)
hc/λ > E g (22.15)
Figura 22.5. (a) Mecanismo de absorção de fóton para materiais não metálicos nos quais um
elétron é excitado através da lacuna da banda, deixando para trás um buraco na banda de