রঙ অপটিক্স

শক্তি ব্যান্ড

ধাতু

ভ্যালেন্স ইলেক্ট্রনগুলি, যা অন্যান্য পদার্থগুলিতে পৃথক পরমাণু বা পরমাণুর ছোট গ্রুপগুলির মধ্যে বন্ধন তৈরি করে, সমস্ত ধাতবকে একটি ধাতুর টুকরাতে সমানভাবে ভাগ করে নিয়েছে। এই ডেলোক্যালাইজড ইলেক্ট্রনগুলি এইভাবে ধাতুর পুরো টুকরোটির ওপরে সরে যেতে সক্ষম হয় এবং ধাতব দীপ্তি এবং ধাতু এবং মিশ্রের ভাল বৈদ্যুতিক এবং তাপ পরিবাহিতা সরবরাহ করতে সক্ষম হয়। ব্যান্ড তত্ত্ব ব্যাখ্যা করে যে এই জাতীয় সিস্টেমে পৃথক শক্তির স্তরগুলি অবিচ্ছিন্ন অঞ্চল দ্বারা ব্যান্ড নামে প্রতিস্থাপন করা হয়, যেমনটি চিত্রটিতে প্রদর্শিত তামার ধাতুর ঘনত্বের-রাজ্যগুলির ডায়াগ্রামে রয়েছে। এই চিত্রটি দেখায় যে কোনও প্রদত্ত শক্তিতে ব্যান্ডে সংযুক্ত থাকতে পারে এমন বৈদ্যুতিনগুলির সংখ্যা পরিবর্তিত হয়; তামাতে ব্যান্ডটি ইলেক্ট্রন দিয়ে ভরাট হওয়ার সাথে সাথে সংখ্যাটি হ্রাস পাচ্ছে। তামা মধ্যে ইলেকট্রন সংখ্যা উচ্চ স্তরে কিছু খালি স্থান রেখে, প্রদর্শিত স্তরে ব্যান্ডটি পূরণ করে।

যখন আলোর একটি ফোটন শক্তি ব্যান্ডের শীর্ষের নিকটবর্তী একটি ইলেকট্রন দ্বারা শোষিত হয়, তখন ইলেক্ট্রনটি ব্যান্ডের মধ্যে একটি উচ্চতর উপলব্ধ শক্তি স্তরে উত্থাপিত হয়। আলোটি এত তীব্রভাবে শোষিত হয় যে এটি কেবল কয়েক শতাধিক পরমাণুর গভীরতায় প্রবেশ করতে পারে, সাধারণত একটি তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের চেয়ে কম less কারণ ধাতুটি বিদ্যুতের একটি পরিবাহক, এই শোষিত আলো, যা সর্বোপরি, একটি তড়িৎ চৌম্বকীয় তরঙ্গ ধাতব পৃষ্ঠের বৈদ্যুতিক স্রোতগুলিকে পরিবর্তিত করে। এই স্রোতগুলি তাত্ক্ষণিকভাবে ফটনটিকে ধাতু থেকে বের করে দেয়, এইভাবে একটি পালিশ ধাতব পৃষ্ঠের দৃ ref় প্রতিবিম্ব সরবরাহ করে।

এই প্রক্রিয়াটির দক্ষতা নির্দিষ্ট নির্বাচনের নিয়মের উপর নির্ভর করে। যদি সমস্ত অপটিকাল শক্তিগুলিতে শোষণ এবং পুনরায় সঞ্চয়ের দক্ষতা প্রায় সমান হয়, তবে সাদা আলোতে বিভিন্ন বর্ণগুলি সমানভাবে প্রতিফলিত হবে, যা পালিশ রৌপ্য এবং লোহার পৃষ্ঠগুলির "রৌপ্য" রঙের দিকে পরিচালিত করবে। তামা মধ্যে প্রতিবিম্বের কার্যকারিতা হ্রাসকারী শক্তি দিয়ে হ্রাস পায়; বর্ণালীটির নীল প্রান্তে হ্রাসিত প্রতিচ্ছবিটির ফলে লালচে বর্ণ দেখা যায়। অনুরূপ বিবেচনাগুলি স্বর্ণ এবং পিতলের হলুদ বর্ণ ব্যাখ্যা করে।

খাঁটি সেমিকন্ডাক্টর

বিভিন্ন পদার্থে একটি ব্যান্ডের ফাঁক রাজ্যের চিত্রের ঘনত্বে উপস্থিত হয় (চিত্র দেখুন)। এটি ঘটতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, যখন একটি খাঁটি পদার্থে পরমাণুতে গড়ে ঠিক চারটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন থাকে, ফলস্বরূপ সম্পূর্ণ ভোলেন্স ব্যান্ড নামে সম্পূর্ণ নীচের ব্যান্ড, এবং একটি খালি উপরের ব্যান্ড, বাহন ব্যান্ড। দুটি ব্যান্ডের মধ্যে ব্যবধানে কোনও বৈদ্যুতিন শক্তির স্তর নেই বলে, সর্বনিম্ন শক্তি আলো যা শুষে নেওয়া যেতে পারে তা চিত্রের তীর এ এর ​​সাথে মিলে যায়; এটি পরিবাহী ব্যান্ডের নীচ অবধি ভ্যালেন্স ব্যান্ডের শীর্ষ থেকে একটি ইলেক্ট্রনের উত্তেজনাকে উপস্থাপন করে এবং ব্যান্ড-ফাঁক শক্তি নির্ধারিত ই _{জি এর সাথে মিলে যায়} । যে কোনও উচ্চতর শক্তির আলোও শোষিত হতে পারে, বি এবং সি তীর দ্বারা নির্দেশিত as

যদি পদার্থটির একটি বড় ব্যান্ড ফাঁক থাকে, যেমন হীরার 5.4 ইভি, তবে দৃশ্যমান বর্ণালীতে কোনও আলো শোষণ করা যায় না এবং খাঁটি হলে পদার্থ বর্ণহীন প্রদর্শিত হয়। এই জাতীয় বৃহত ব্যান্ড-ফাঁক অর্ধপরিবাহকগুলি দুর্দান্ত ইনসুলেটর হয় এবং সাধারণত সাধারণত আয়নিক বা covalently বন্ধনযুক্ত উপকরণ হিসাবে বিবেচিত হয়।

পিগমেন্ট ক্যাডমিয়াম হলুদ (ক্যাডমিয়াম সালফাইড, এছাড়াও খনিজ গ্রিনোকাইট হিসাবে পরিচিত) এর একটি ছোট ব্যান্ডের ফাঁক রয়েছে ২.6 ইভি, যা ভায়োলেট এবং কিছু নীল রঙের শোষণের অনুমতি দেয় তবে অন্য কোনও রঙের নয়। এটি এর হলুদ বর্ণের দিকে নিয়ে যায়। কিছুটা ছোট ব্যান্ডের ব্যবধান যা বেগুনি, নীল এবং সবুজ রঙের কমলা উত্পাদন করে; রঙ্গক সিঁদুরের ২.০ ইভি হিসাবে এখনও একটি ছোট ব্যান্ড ফাঁক (মার্উরিক সলফাইড, খনিজ সিন্নাবর) এর ফলে সমস্ত শক্তি দেখা যায় তবে লাল শোষিত হয়, যা একটি লাল রঙের দিকে নিয়ে যায়। যখন ব্যান্ড-ফাঁক শক্তি দৃশ্যমান বর্ণালীটির 1.77-eV (700-এনএম) সীমা চেয়ে কম হয় তখন সমস্ত আলো শোষিত হয়; সরু ব্যান্ড-ফাঁক অর্ধপরিবাহী যেমন লিড সালফাইড গ্যালেনা, সুতরাং সমস্ত আলো শুষে নেয় এবং কালো হয়। বর্ণহীন, হলুদ, কমলা, লাল এবং কালো এই ক্রমটি খাঁটি অর্ধপরিবাহীগুলিতে উপলভ্য রঙের সুনির্দিষ্ট পরিসীমা।

ডোপড সেমিকন্ডাক্টর

যদি অপরিষ্কার অণু, প্রায়শই ডোপান্ট বলা হয়, সেমিকন্ডাক্টরে উপস্থিত থাকে (যা পরে ডোপড হিসাবে চিহ্নিত করা হয়) এবং পরমাণুর পরিবর্তে এটির চেয়ে আলাদা ভ্যালেন্স ইলেকট্রন থাকে তবে ব্যান্ডের ফাঁকের মধ্যে অতিরিক্ত শক্তির স্তর তৈরি হতে পারে। যদি অপরিষ্কারে আরও বেশি ইলেক্ট্রন থাকে যেমন ডায়মন্ড স্ফটিকের মধ্যে নাইট্রোজেন অপরিষ্কারতা (পাঁচটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন) থাকে (কার্বন সমন্বিত থাকে, প্রত্যেকটিতে চারটি ভ্যালেন্স ইলেক্ট্রন থাকে), একটি দাতা স্তর গঠিত হয়। এই স্তর থেকে ইলেক্ট্রনগুলি ফটনের শোষণের দ্বারা পরিবাহী ব্যান্ডে উত্তেজিত হতে পারে; এটি কেবল নাইট্রোজেন-ডোপড হীরাতে বর্ণালীটির নীল প্রান্তে ঘটে, ফলে পরিপূরক হলুদ বর্ণ হয়। যদি অপরিষ্কারের পরিবর্তিত পরমাণুর চেয়ে কম ইলেকট্রন থাকে যেমন হীরার মধ্যে বোরন অপরিষ্কার (তিনটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন) থাকে তবে একটি গর্ত স্তর তৈরি হয়। ফোটনগুলি এখন ভ্যালেন্স ব্যান্ড থেকে গর্ত স্তরে কোনও বৈদ্যুতিনের উত্তেজনার সাথে শোষিত হতে পারে। বোরন-ডোপড হীরাতে এটি কেবল বর্ণালীটির হলুদ প্রান্তে ঘটে, ফলস্বরূপ বিখ্যাত হোপের হীরার মতোই একটি গভীর নীল বর্ণ ধারণ করে।

দাতা এবং গ্রহণকারী উভয়ই সমন্বিত কিছু উপকরণ দৃশ্যমান আলো উত্পাদন করতে অতিবেগুনী বা বৈদ্যুতিক শক্তি শোষণ করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, তামা এবং অন্যান্য অমেধ্যযুক্ত জিঙ্ক সালফাইডের মতো ফসফার পাউডারগুলি পারদ আর্ক দ্বারা উত্পাদিত প্রচুর আল্ট্রাভায়োলেট শক্তিটিকে ফ্লোরোসেন্ট আলোতে রূপান্তর করতে ফ্লুরোসেন্ট ল্যাম্পগুলিতে একটি আবরণ হিসাবে ব্যবহৃত হয়। ফসফোরগুলি টেলিভিশনের পর্দার অভ্যন্তরের আবরণকেও ব্যবহার করা হয়, যেখানে এগুলি ক্যাথোডলুমিনেসেন্সে এবং বৈদ্যুতিন রঙে ইলেক্ট্রনগুলির একটি প্রবাহ দ্বারা সক্রিয় করা হয়, যেখানে তারা সাদা আলো বা অতিবেগুনি বিকিরণের দ্বারা সক্রিয় হয়, যা তাদের কারণ করে ফসফোরেসেন্স নামে পরিচিত একটি ধীর আলোকিত ক্ষয় প্রদর্শন করুন। বৈদ্যুতিক উত্তেজনা থেকে বৈদ্যুতিন উদ্দীপনা ফলাফল, যখন একটি ফসফর পাউডার ধাতব প্লেটে জমা হয় এবং আলোক প্যানেল উত্পাদন করার জন্য স্বচ্ছ সঞ্চালিত বৈদ্যুতিন দিয়ে আচ্ছাদিত হয়।

ইনজেকশন ইলেক্ট্রোলিউমিনেসেন্স হয় যখন একটি স্ফটিক বিভিন্ন ডোপড অর্ধপরিবাহী অঞ্চলের মধ্যে একটি জংশন থাকে। একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ ইলেকট্রন এবং জংশন অঞ্চলে গর্তগুলির মধ্যে স্থানান্তর তৈরি করে, শক্তি প্রকাশ করে যা কাছাকাছি-একরঙা আলোক হিসাবে প্রদর্শিত হতে পারে, যেমন বৈদ্যুতিন সরঞ্জামগুলিতে ডিসপ্লে ডিভাইসগুলিতে বহুল ব্যবহৃত আলো-নির্গমনকারী ডায়োড (এলইডি) in একটি উপযুক্ত জ্যামিতির সাথে, নির্গত আলোটি একরঙা এবং অর্ধপরিবাহী লেজারগুলির মতো সুসংহত হতে পারে।