電子、磁性與光學材料

對以吸收係數1.0×10⁴ cm⁻¹的材料製成、厚度1.0 µm的膜照光時,穿透膜的光的比例最接近下列何者?忽略表面的反射,設 I = I₀exp(−αx)。

  1. A約37%
  2. B約10%
  3. C約63%
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正確答案:A. 約37%

將厚度換算成cm得 x = 1.0 µm = 1.0×10⁻⁴ cm,因此 αx = 1.0×10⁴ × 1.0×10⁻⁴ = 1.0。穿透的比例為 exp(−1.0) ≈ 0.37,約37%。約10%是以10的冪次(10⁻¹)取代 exp 計算的錯誤,與以常用對數定義吸光度的情形混淆了。約63%是 1 − exp(−1),是被膜吸收的比例。1/α 是光強度變為 1/e 的穿透深度,此材料為1 µm。直接能隙型半導體對能量大於能隙的光,α 高達10⁴〜10⁵ cm⁻¹,即使是薄膜也能充分吸收光。

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