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¿Por qué no puede la luz penetrar objetos sólidos?

La luz es la combinación de la perpendicular de los campos eléctricos y magnéticos, ya que los campos eléctricos penetrar en un conductor, ¿por qué no puede la luz de viajes en ellas? Creo que mi argumento suena estúpido, pero no puedo encontrar la falla. Qué crees que puede ser la razón?

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John Oliver Puntos 36

El razonamiento tiene que ser al revés:

La luz actúa sobre el metal y hace que los electrones se muevan. Esto, sin embargo, se traduce en una pérdida de energía, como los electrones se sienta una resistencia y por lo tanto la radiación pierde energía. Esto se puede formular con mayor precisión, contrarrestar los campos eléctricos. Por eso, todos los buenos conductores son opacos.

En los aisladores esto no puede suceder, como los electrones son en su mayoría fijos en sus posiciones, por lo que el campo eléctrico en que la luz interactúa mucho menos con la de los aisladores. Es por eso que algunos de los aisladores son ver-a través de (como, por ejemplo, vidrio).

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Phonon Puntos 2895

Un resumen en términos sencillos:

En primer lugar, es importante tener en cuenta que no cualquier campo eléctrico induce corriente en un conductor, debido a que el hecho de que la intensidad del campo define la velocidad de cada cargo (diferencia de potencial), la frecuencia de oscilación de la $\mathbf{E}$ también juega un papel muy importante, si la frecuencia es demasiado alta, los electrones libres en el conductor no note el campo, por lo que no se debe asumir que cualquier campo eléctrico que dará lugar a una corriente.

El segundo punto de la atenuación: vamos a discutir lo que hace que la radiación EM a morir cuando se trata de penetrar en la materia (sólidos, por ejemplo):

La radiación electromagnética interactúa con la materia a través de un número de diferentes fenómenos, en este diagrama de algunos de los se resumen:

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En la izquierda tenemos la intensidad inicial $I_0$ y fotones de energía $h\nu$ de la radiación que supone aquí para ser monocromático, y en el lado derecho, es decir, la parte que ha sido transmitida (o penetrado a través de la materia si se quiere), donde a partir de Lambert-Beer la ley sabemos de su intensidad decae exponencialmente con el material del coeficiente de absorción y el espesor. De forma intuitiva:

  • El más grueso es el material, más trastorno que sufren por la radiación, debido a que todos los fenómenos (scatterings, absorción, etc.) que se muestra en el diagrama a ser más probable en la medida en que cada fotón se reúne tantos átomos/electrones a lo largo de su camino que en un momento u otro va a ser absorbida o dispersada.

  • Los materiales con altos coeficientes de absorción tienen grandes secciones transversales de todos los posibles radiación-materia interacciones (altas probabilidades.)

Dicho todo esto, volvemos a la frecuencia de la radiación, por ejemplo, la radiación Gamma , como pueden ser producidos a partir de materiales radiactivos (decaimiento gamma), no es fácil de interactuar con la materia, debido a su alta energía de los fotones, que es por qué en los reactores nucleares, siempre hay rayos gamma , que se escapan de las instalaciones, no importa cómo muchas capas de espesor de los muros han sido colocados. Esta es la razón por la que el estudio del espectro de la radiación electromagnética es tan importante, porque sabiendo que el espectro se puede predecir con qué tipos de materiales se va a interactuar mejor. Un diagrama tomado de la wikipedia: enter image description here

Larga historia corta, hay frecuencias de la radiación electromagnética que penetra la materia, otros que no, debe haber cumplido uno de la interacción de condiciones, por ejemplo, si coinciden exactamente la energía de enlace de un electrón, son absorbidos y una de fotoelectrones es creado.

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jwiklund Puntos 663

Hay una buena explicación de esto en la Materia y las Interacciones vol II por Sherwood y Chabay. Ya no tengo el texto; voy a tratar de resumir su explicación como lo recuerdo.

Los electrones de una sustancia son análogas a las cargados en manantiales. Los electrones en los aisladores son relativamente estrechamente vinculados; los conductores están débilmente dependiente o independiente. Brilla la luz en una sustancia que es como conducir un oscilador armónico amortiguado en un particular (resonante) la frecuencia. Los cargos responder por oscilante en esa frecuencia, pero su respuesta está fuera de fase con la frecuencia de conducción. El campo producido por la oscilación de los cargos de destructivamente interfiere con el original de la onda de luz.

Así que si bloqueas a un haz de luz con un trozo de cartón, el haz se sigue haciendo oscilante de los campos eléctricos y magnéticos detrás de la caja de cartón, pero los cargos en el cartón están temblando, precisamente de la forma correcta de hacer campos que cancelar.

Aquí hay un enlace a una conferencia del colegio donde esto se discute.

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