質問: 純粋で透明度が高い固体について ・物質の透明性を決定する要因は何か ・透明で電気伝導度の高い物質が少ない理由は何か ・透明な磁性体が非常に少ない理由は何か 上の3つの問いは某大学院の院試の過去問題ですが、どのように答えれば正解なんでしょうか。 まず多結晶では粒界で光が散乱されやすいので透明にはならず、また可視光のエネルギーより大きなバンドギャップでないと光が吸収されてしまうので可視光域に吸収帯を持たない事が条件かと思います。 導体は伝導帯内に空きがあるため簡単に光エネルギーで励起されやすい、つまり何かと光を吸収しやすいという感じでしょうか。でもこれだと導体が透明でない理由にはなってない気がしますし、逆に金属に光沢がある理由でもない気がします。 磁性体については調べてみましたがよく分かりませんでした。 どなたか解説をしてもらえないでしょうか。
回答: >光を表面で反射する金属と透明な物質はどこで違いが生まれるのでしょうか? 自由電子の密度、移動度で決まるプラズマ周波数というもので決まります。 入射される電磁波の周波数が高くなると、自由電子が反応できなくなって反射できないということです。 だから、最初のうちは反射するけれど、周波数が高くなると透明になるということ。 絶縁体の場合は、そもそも反応できる自由電子がいないということです。 そしてバンドギャップが小さいと可視光で自由電子が発生してしまい、吸収、発光が発生します。 この手の質問はokwave内にも多数ありますし、 電子物性系の教科書を見ればしっかり記載してあります。