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なぜ金属は光を反射するの??

1 ::01/10/18 20:23 ID:8gl2ZeZP
金属の自由電子が関係しているらしいのですが
何故に金属は光(電磁波)を反射するのですか??
親切な方、猿にも分かるような易しさで教えてください!!

2 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/10/18 20:28 ID:9qJF0MFC
ウキキ!

3 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/10/18 20:39 ID:Sqp9OX3d
http://www.google.com/search?q=%8B%E0%91%AE%81@%8C%F5%81@%94%BD%8E%CB&hl=ja&lr=
金属 光 反射で検索
j〜での法則ってのが関係あるらしい。。。。

4 :Eカップ:01/10/18 20:49 ID:8gl2ZeZP
 ウキキじゃないわ
真剣に教えてください。

5 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/10/18 20:51 ID:Sqp9OX3d
ウキー

6 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/10/18 21:02 ID:9qJF0MFC
>>4
ウッキー!
「たくさんの自由電子クンが光の波にゆられて〜〜〜〜..
そのとき光を出しちゃうのよ〜〜〜〜
でもめっちゃ周波数の高い光の波だと電子クンもついていけなくなっちゃうのね〜〜〜〜〜
そのときは金属も透明にみえるのね〜〜〜〜〜〜〜
その周波数の境界のことを「プラズマエッジ」というのね〜〜〜〜〜〜〜〜
簡単にはこういうことなのね〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜.
じゃあ,質問なのね〜〜〜!
白色光あびた金はどうして金色にみえるのかな〜〜〜〜〜〜〜〜?」
ウッキ!

7 :Eカップ:01/10/18 21:08 ID:8gl2ZeZP
なんとなく分かったわ ウッキーさん!!
あ・り・が・と

8 :Eカップ:01/10/19 10:42 ID:Ha32VDXq
金の原子配列が 金色の周波数(波長)のときにもっともエネルギが 高くなるからかな

9 :1粒子電子状態なんて机上のクーロン!:01/10/19 13:06 ID:???
は〜い、それは初等量子力学の問題で〜すぅ!

さあ、エネルギーがマイナスの井戸型ポテンシャル(つまり金属部分を表してる)に
外から正のエネルギーの粒子を当てたときのシュレーディンガー方程式を解いてみましょう!

10 :1粒子電子状態なんて机上のクーロン!:01/10/19 13:26 ID:faTVyK1p
エネルギー
      透過波
  ↑  <〜〜〜〜
  |       <〜〜〜〜〜〜入射波(エネルギーE)
  |       〜〜〜〜>反射波
  |       ____________
 0+  金属   |R           X
  |       |
  |  (I)  |    (U)
  |_______|
−V

(I)と(U)のそれぞれの領域でシュレーディンガー方程式を立てて
波動関数の連続滑らかの条件を使って解けばOK!

さぁ、求めろ!アホ野郎!

11 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/10/19 13:29 ID:???
>>9,10
粒子というからには、波動関数はパルス状でなければならない。
其れでもお前に解けるか?

12 :1粒子電子状態なんて机上のクーロン!:01/10/19 13:30 ID:faTVyK1p
# おっと、ずれた

エネルギー
      透過波
  ↑  <〜〜〜〜
  |       <〜〜〜〜〜〜入射波(エネルギーE)
  |       〜〜〜〜>反射波
  |       ____________
 0+  金属   |R           X
  |       |
  |  (I)  |    (U)
  |_______|
−V

(I)と(U)のそれぞれの領域でシュレーディンガー方程式を立てて
波動関数の連続滑らかの条件を使って解け!

13 :1粒子電子状態なんて机上のクーロン!:01/10/19 13:32 ID:faTVyK1p
>>11
揚げ足鳥か?(w
アホは逝け

しかし、またずれたな

14 :1粒子電子状態なんて机上のクーロン!:01/10/19 13:34 ID:faTVyK1p
これでどうだ

エネルギー
      透過波
  ↑  <〜〜〜
  |       <〜〜〜〜〜〜入射波(エネルギーE)
  |       〜〜〜〜>反射波
  |       ____________
 0+  金属  |R           X
  |       |
  |  (I)   |    (U)
  |_____|
−V

(I)と(U)のそれぞれの領域でシュレーディンガー方程式を立てて
波動関数の連続滑らかの条件を使って解け!

15 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/10/19 21:57 ID:RllmLzmP
>>8
>金の原子配列が 金色の周波数(波長)のときにもっともエネルギが 高くなるからかな
ウッキ!
「だいたい正解なのね〜!でも,もうちょい正確(あいまい..ワラ)には"エネルギーが高く",じゃなくて
反射率が高くってことなのね〜!(だって,金色っぽい色よりも青っぽい色の方がエネルギーは高いわけでしょ?)
つまり,青っぽい色の光ってプラズマエッジ付近にあって,その辺(それ以上)の色はあまり反射されないいのね〜〜〜!
長波長側(赤っぽい色)のほうがよく反射されるから金属特有の光沢がでるのね〜〜〜〜〜〜〜!」
ウキキ!

16 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/10/19 22:50 ID:oa0Rwf3S
>>14
これつかったら? アスキーアートエディター
http://geroimo.virtualave.net/aaesp/

17 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/10/19 22:50 ID:???
>>9-14
そりゃ、なぜ金属は電子を反射するの?だべさ

18 :1粒子電子状態なんて机上のクーロン!:01/10/20 06:58 ID:rJw+MnRL
>>16
いやぁ、16さんありがとう。

すっごい便利なもんがあるんですね。

使わせてもらいます。

19 :1粒子電子状態なんて机上のクーロン!:01/10/20 06:59 ID:rJw+MnRL
問題を次のようにしました。

             エネルギー
               ↑
               │  反射波 Be^(ikx)
               │ 〜〜〜〜〜〜>
               │
   透過波 Ce^(-iqx) │     入射波 Ae^(-ikx)
   <〜〜〜〜〜〜  │<〜〜〜〜〜〜
               │
              0├────────→ x
               │
      金属      │    真空
               │
      (T)      │    (U)
  ─────────┘−V

問題:

考えている系は定常状態にあるとし、真空中の入射波のエネルギー
をEとする。このとき、x=0における波動関数の連続滑らかな条件を
使って反射率をE、Vで表せ。

20 :1粒子電子状態なんて机上のクーロン!:01/10/20 07:00 ID:rJw+MnRL
ということで、解答です。

解)

領域Tの波動関数ψ(x≧0)は

ψ(x≧0)=Ae^(-ikx)+Be^(ikx)

領域Uの波動関数ψ(x<0)は

ψ(x≦0)=Ce^(-iqx)

x=0における連続性より

A+B=C ・・・(1)

滑らかに接続されるためにはその1階微分が一致しなければならないので

-ikA+ikB=-iqC

i.e.

A−B=(q/k)C ・・・(2)

ただし、k,q≠0。

(1)、(2)より

A=(1+q/k)C
B=(1−q/k)C

従って、反射率Rは

R=|B/A|^2=|(1−q/k)/(1+q/k)|^2 ・・・(3)

ここで、k,qは真空および金属中のシュレーディンガー方程式を解いて

k=2mE/(h/2π)^2
q=2m(E+V)/(h/2π)^2 (mは入射粒子の質量)

これを(3)へ代入すると

R=|-(V/E)/(2+V/E)|^2=(V/(2E+V))^2

以上より、入射波が低エネルギーであるほど反射されることがわかる。

(QED)

21 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/10/20 07:59 ID:???
>>19-20
それじゃ1の質問に対する答にはならないっす。

22 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/10/20 08:12 ID:???
方向として間違っていないのは6と15。
間違ったことが書いてないという意味では3も可。
6は人間に生まれついていれば親切君だっただろうに、惜しむべし。

23 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/10/20 17:01 ID:???
お前こんなところにいたのか「1粒子電子状態なんて机上のクーロン! 」
わけのわからん事してないで元スレに帰れ!
と思ったが既におミソ扱いなわけね(プ

>>21
ごめんなさい、教科書からのコピペなのでその突っ込みすら理解できてない
と思われます。

24 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/10/21 09:13 ID:???
なぜガラスとかが透明なのかも不思議

25 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/10/21 22:11 ID:???
>>24
紫外線は吸収すると思った

26 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/10/22 09:23 ID:???
exp(ikx) ←これのどこが”粒子”なんだ?え?

27 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/10/22 16:29 ID:???
>>20
最近量子力学を勉強しはじめた学部生でしょう
たぶん「量子」という言葉を聞いただけで
内容の理解はどうであれ満足してしまう時期なのでしょう

28 : :01/10/30 04:26 ID:nszQ0cqB
金属の電子のプラズマが、金属内部に侵入しようと
する電磁波をシールドしており、金属内部には
わずかな距離しか進入できません。(強度は指数
関数的に減少します。)近似的に金属表面が
電磁場の固定境界条件を与えていることになります。
このことは金属内部からちょうど逆方向の強度がほぼ
等しい波が出ていて表面で打ち消していることに
相当します。

参考「ソラリスの海」

29 :∴ふと思った・・・。:01/11/05 00:54 ID:cemyk98n
 円盤や円筒型の鏡や金属を高速回転させると、光はどのように
跳ね返るのでしょう?そんな実験あるんでしょうか?

30 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/11/05 01:00 ID:???
アルミホイルを箱から出してくるくるしる!

31 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/11/05 09:38 ID:???
>>29
電気力線や磁力線が物体の回転に追随して回転すると思ってませんか?

32 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/11/06 12:24 ID:+fwO237s
この問題は量子力学と電磁気学の両方を理解していないと解けません。
量子力学については非定常状態の摂動論、電磁気学は誘電体中を伝播する電磁波について
理解しておく必要があります。

それらを省いて説明します。
固体中の電子は固有のプラズマエネルギーというものを持っています。
固体に照射した光子は、その電子のプラズマエネルギー以上のエネルギーを持っていないと、
媒質(固体)中に侵入できず、(>>28で説明されているとおり)近似的に完全に反射されているといえます。(何故かを説明するのは大変…)。
このとき銀のように可視領域の光が全て反射されると銀色に、銅のように赤色領域の光が反射されると赤色に見えます。

簡単に説明しましたが、本当はプラズモンとの相互作用とかいう面倒なものも考えないといけないので…。

この問題については、アウトラインについては大学3年生でも習うかもしれませんが、
詳しい説明は大学4年生以降の勉強になると思います。

33 :32:01/11/06 17:12 ID:???
誤:近似的に完全に反射されているといえます。
正:近似的に完全に反射されます。

すみません、日本語を間違えました。

>>19,20
確かに金属中の自由電子のポテンシャルは外界より低いですが、
これだと、イオン結晶の光の反射は説明できません。

34 :1粒子電子状態なんて机上のクーロン!:01/11/07 02:47 ID:???
>>33
1の質問を良く見ずに自爆してました(w

35 : :01/11/27 07:03 ID:m/sMAUhG
単体の金属の場合は銀が可視光線域では最良の
反射鏡を与えるらしいのですが、それは蒸着銀膜
あるいは微結晶からなる金属の塊としての値です。

一般的に金属の単結晶の場合に、その反射能率は
各結晶面ではどうなるのか、あるいは結晶面に沿わずに
切断した面での反射はどうだろうか?

また、金属単体の塊でなくて、合金だとどうなるのか、
また、バルクの合金ではなくて、原子を層状に
一層ずつ積み上げて作った合金だとどうなのか。。。。

超伝導になる金属の場合、相転移点温度の前後で
反射率になにか目立った特異性が生じるのか?
あるいは常温などでも、温度や圧力の反射率に
影響をあたえるかなどなど。。。。

反射光の偏光面が反射面での磁場により
回転するというファラデー効果はMOなどでよく
使われていて周知ですが、あれは温度特性など
あるのですか?

36 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/12/16 18:23 ID:gt/pEblI
金属が粉状になるとなんで黒く見えちゃうか理由キボンヌ

37 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/12/16 18:35 ID:???
微小な隙間で乱反射してそのうち吸収されちゃうからでしょ。テトラポッドで波が打ち消されてゆく
みたいな。

38 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/12/16 18:45 ID:gt/pEblI
レスサンクス あんたは神様モナー(・∀・∀・∀・)

39 : ◆tA9nehDo :01/12/16 23:49 ID:aei2drNt
色がついてるってどういうことなんですか?

特定の波長の光だけが反射してるの?

40 :ff:01/12/17 01:37 ID:???
ほんとうかよ
金属が光を反射するってそんなむずいことやったんや
じゃメカニズムが完全に解明したのは1900年代?まじ?ワラ

41 :フヘフヘフヘ ◆XYN2P2Tw :01/12/17 01:48 ID:XitpwHf7
こんばんは。初めて物理学板に来ました。
いまレポートしてるんですが、X線回折のことで教えてください。
X線回折の構造因子のダイアモンド立方格子の場合なんですが、
ミラー指数hklの和が、4mの時とか4m±1の時とか4m+2の時とかってあるんですが、
mは何を指している文字なんですか?
調べてもmが何を指しているかの情報を見つけられませんでした。
明日の昼1:30が締め切りのレポートなんです。どなたか教えてください。
ではお風呂に入ります。出てきたらまた除きます。お願いします

42 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/12/17 07:27 ID:YhWLRJrJ
>>41
mは整数だろw

43 :ご冗談でしょう?名無しさん:01/12/17 09:13 ID:???
>>40
なんでそこでワラが出てくるのかわからん(ワラ

44 :ご冗談でしょう?名無しさん:02/02/01 20:31 ID:RJNa6LK8
金属って、
表面だけ光ってるワケじゃなかったの?

45 :ご冗談でしょう?名無しさん:02/02/01 22:31 ID:mgMnD6XM
>>44
ふにゃ?

46 :44:02/02/01 22:39 ID:vlpPpuUl
電子が表面をぐるぐるデタラメに回ってて、
それで、光って見えるんじゃないの?

47 :ご冗談でしょう?名無しさん:02/02/01 22:45 ID:HnZ05nfh
電子が表面をぐるぐるデタラメに回ってると
光子を放射するのかい?

48 :ご冗談でしょう?名無しさん:02/02/01 22:46 ID:vlpPpuUl
>>47
はにゃ?

49 :ご冗談でしょう?名無しさん:02/02/01 22:59 ID:mgMnD6XM
>>46
誰がお前にそんなことを教えたんだ?

50 :ご冗談でしょう?名無しさん:02/02/02 01:15 ID:???
>>46
ハゲシク藁田

51 :         :02/02/02 02:02 ID:SEY3gEJg
そもそも、昔は金属というものの概念として、磨いた表面が
光をよく反射するとか、電気を良く通すなどというのが
要件だったのだ。だから、本当はものの順序が反対である。

52 :ご冗談でしょう?名無しさん:02/02/06 16:07 ID:???
なんか体育会系なスレ。
先輩。俺も入りたいっす。

53 :先輩:02/02/07 08:18 ID:???
よぉし、俺が立派な男に育ててやるぞ。壁に向かい両手を付けて腰をあげろ!

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