ÓPTICA DOS METAIS

30 Maio 2019, 16:00 • José Manuel Rebordão

ÓPTICA DOS METAIS

Enquadramento dos metais nas equações de Maxwell para ondas monocromáticas. Conceito de permitividade efectiva e aplicabilidade das equações gerias dos dieléctricos aos metais com a transformação de permitividade para permitividade efectiva. Variação desta com a frequência.

Forma que as representações complexas de k, de n e de alfa assumem, em termos da permitividade efectiva, no limite de frequências elevadas. Noção de profundidade de penetração.

Aspectos básicos do modelo de Drude. Resolução da equação do movimento dos electrões sem força de restituição, em termos da velocidade (isto é, da corrente, J), o que permite obter representações da condutividade, em regime estático e dinâmico.

Agregação, num único parâmetro (a frequência de plasma) de toda a dependência nas propriedades microfísica dos metais, quando a condutividade (via Drude) é utilizada na expressão da permitividade efectiva.

Análise gráfica e analítica do comportamento óptico dos metais para frequências superiores e inferiores à frequência de plasma; banda plasmónica e banda proibida. Breve referência ao conceito de “plasmão” e sua relevância em sensores de elevadíssima sensibilidade espectral. Justificação para a aplicação habitual das superfícies metálicas como espelhos.

Breve referência à constituição de espelhos para raios-X, com utilização do índice complexo nas equações de Fresnel habituais, que apenas dão origem a coeficientes de reflexão em amplitude relevantes para incidências quase rasantes.

A cor dos metais (Cu, Au, Ag) quando iluminados por luz branca, explicada em termos da propagação ou da reflexão das diversas componentes monocromáticas, consoante o valor da frequência seja superior ou inferior à frequência de plasma.

 

FIM DA DISCIPLINA

Documento: Objectivos de aprendizagem - confirmação dos aspectos cobertos ou não cobertos nas últimas secções do programa.

 

BIBLIOGRAFIA

·         Saleh, Fundamentals of Photonics, secção 5.5ª, B, C

·         Slides da aula

·         http://refractiveindex.info   (base de dados de propriedades ópticas de materiais)

·         https://emtoolbox.nist.gov/Wavelength/Documentation.asp   (índice de refracção do ar)

·         https://en.wikipedia.org/wiki/Refractive_index