Продолжаю копаться в простейших моделях взаимодействия света и вещества. Есть модель, согласно которой свет - электромагнитная волна, а система "атомное ядро + оптический электрон" - гармонический осциллятор с затуханием. Первичная волна, накрывшая атом, вызывает колебания оптического электрона с излучением вторичных волн. Затухание колебаний (передача энергии от электрона к ионам решетки) вызывает поглощение света.
Понятно, что у этой модели есть свои ограничения: и свет - не совсем волна, и атом - не совсем гармонический осциллятор, особенно в присутствии других атомов. Но все же она может качественно описать распространение света в диэлектрике (с рассеянием и без), дисперсию, отражение от поверхности диэлектрика, поглощение света диэлектриком.
А вот как быть с металлами и их свободными электронами мне совсем не понятно. Читаю
Ландсберг Г. С. Оптика. М.: Физматлит, 2003. Глава XXV. Основы металлооптики. § 140. Характеристика оптических свойств металла (с. 445).
Цитата:
Особенности отражения света от металлической поверхности обусловлены наличием в металлах большого числа электронов, настолько слабо связанных с атомами металла, что для многих явлений эти электроны можно считать свободными. Вторичные волны, вызванные вынужденными колебаниями свободных электронов, порождают сильную отраженную волну, интенсивность которой может достигать 95% (и даже больше) интенсивности падающей, и сравнительно слабую волну, идущую внутрь металла. Так как плотность свободных электронов весьма значительна (порядка
в
), то даже очень тонкие слои металла отражают большую часть падающего на них света и являются, как правило, практически непрозрачными. Та часть световой энергии, которая проникает внутрь металла, испытывает в нем поглощение. Свободные электроны, приходя в колебание под действием световой волны, взаимодействуют с ионами металла, в результате чего энергия, заимствованная от электромагнитной волны, превращается в тепло.
Я понимаю, почему вторичная волна в металле сильнее, чем в диэлектрике: свободным электронам колебаться легче, чем связанным. Но я не понимаю, почему отраженная волна, порождаемая свободными электронами - сильная, а идущая внутрь металла - слабая. Тут что-то с интерференцией вторичных волн или что?
Просьба по возможности отвечать
в рамках этой модели, а не квантовой оптики, в которой я все равно ничего не пойму.
