Отражение света - Кизель В.А.
Скачать (прямая ссылка):
') О переходе от одной формы контура к другой см. также работу [125].
ФОРМА ПОЛОСЫ ОТРАЖЕНИЯ
281
рока). Строго говоря, следует учесть, что взаимодействие с внутренним (кристаллическим) полем ("статическое взаимодействие") в растворах, расплавах, твердой
--х.А
Рис. 94. Дисперсия внутри F-полосы в NaCl.
Точки -данные эксперимента; / - (л-1) по А. С. Давыдову; II - по формулам (34.1) и (34.2); Ш - поглощение.
фазе может сдвигать максимум полосы поглощения и деформировать ее1). Связь наблюдаемого и "истинного" (т. е. для свободной молекулы) контуров рас-
Рис. 95. а) Полоса отражения напыленного на различные стекла слоя кристаллвиолета; б) определенные отсюда по способу А величины
п ии.
смотрена в цикле работ [128-132] и ряде других. Не входя в детали вопроса, следует отметить, что и в слу-
*) Ср. также с рис. 48 и 49. Видно, как по мере увеличения давления, т. е. усиления влияния окружения увеличивается расхождение с формулами (34.1) и (34.2).
приМёнёйий явлёний отражения [гл. т
чае динамических или статических'воздействий можно, видимо, утверждать, что при смещении и деформации х(<о) приведенные соображения о связи х(ю) и (со) качественно (только!) останутся справедливыми.
Все сказанное относится к случаю полностью локализованного возбуждения. Если имеют место зкситон-ные явления с нелокализованными возбуждениями, картина усложняется. Линии становятся асимметричными,
Рис. 96. Полоса отражения а) раствора метилвиолета (0,12 моль!л) в анилине; б) раствор фуксина (0,36 моль/л).
1-'Данные эксперимента; 2 - аппроксимация по формулам для сильной связи; 3 - то же для слабой связи.
появляются вторичные ПИКИ и т. д. (подробности см., например, в работах [124, 133, 134]).
В качестве примера на рис. 97 приведены данные расчетов [134] для отражения от молекулярного кристалла при наличии экситонных эффектов (без учета поправок на добавочные эффекты п. д. и третью волну). Кривые, подобные изображенным, получены в ходе эксперимента [135].
При наличии заметной пространственной дисперсии, если со стороны (i)<a, в области, где х мало, а (я-1)
ФОРМА ПОЛОСЫ ОТРАЖЕНИЯ
283
еще велико, возникает третья волна с оченЬ большими п, то в этой области (согласно [018]) может иметь место столь сильное отражение, несмотря на малость к,
10^1 ! л
s\\
.I
J
V
л"
\ W
о
г)
ы-<орвз
Рис. 97. Формы полосы отражения при различных формах экситон-
ных зон.
. 7'~'0°К, без учета п. д.; m дЛА экситонов <0 (теория).
что максимум i?(m) сместится сюда. Это не нарушает дисперсионных соотношений1), ибо они интегральны. Подобное сильное отражение в области очень малых %
') Вопрос о применимости дисперсионных соотношений для третьей волны (аналитичности функции в верхней полуплоскости), как и вопрос о величине и роли поглощения, дискутировался в работе [136].
284
ПРИМЕНЕНИЯ ЯВЛЕНИЙ ОТРАЖЕНИЯ
[ГЛ. 7
при (о<(Вр действительно наблюдалось для ряда веществ (GaS [137, 138], ZnO [139], ZnTe [137]) и может считаться доказательством наличия пространственной дисперсии в этих веществах (хотя и не абсолютно безусловным [018]).
Однако следует подчеркнуть, что в общем случае здесь необходима осторожность, ибо формулы (34.1) и (34.2) и им подобные пригодны лишь для одноосцилля-торной полосы. Между тем, например, полосы красителей- обычно двухосцилляторные, т. е. образованы наложением двух близких переходов (см. [140] и рис. 95, а, б [141]);' этим объясняются некоторые видимые на рис. 95 и 96 отклонения со стороны малых частот.
Вообще, как известно, при наличии нескольких возможных переходов (соответственно нескольких собственных частот и нескольких "эффективных осцилляторов") в формулах (34.1) и (34.2) должно быть суммирование членов подобного вида с разными N(, f{, copi, т. е. аддитивное наложение полос. В принципе это может вызвать деформацию полосы отражения и в отсутствие пространственной дисперсии. Кроме того, может иметь место также смешивание квантовых состояний.
Как сказано ранее, рассмотренный контур полосы отражения представляет, строго говоря, крайний случай для свободных молекул, например, газа или раствора в пассивном растворителе. Другим крайним схематическим случаем может быть отражение твердого тела с зонной структурой, обусловленное только свободными носителями без учета релаксации (см. также § 27)
Поскольку п их вещественны и больше нуля, то решения примут вид
4 пе2ЛГ]
.2
в" (со) = 2ПК = 0, (Опл
СО2 -
4ne2Ni
тэфф
,2 \ 1/2
ФОРМЫ ПОЛОСЫ ОТРАЖЕНИЯ
285
что даст результат, представленный схематически на рис. 98 (кривая 1). Если изобразить вклад межзонных переходов постоянной емз
_/ /"\ " (л Мпл ^ . Шпл
8 (со) - 8МЗ II ^2 1> (r)пл _ ,--------1
' ' V 8мз
то получится кривая типа 2. Наконец, при наличии слабого затухания получится кривая типа 3.
Подобный ход R может схематично описывать (весьма приблизительно) отражение от металлов и вырожденных полупроводников (ср. также [142]).
Для данных п их значение R изменяется с углом падения; эти изменения для разных абсолютных значений п и х и разных их сочетаний неодинаковы. Отсюда
