Квантовые парадоксы в твёрдых кристаллах

[Химила Винтоклоп]

Здравствуйте, извиняюсь если данная тема уже обсуждалась в научных кругах, просто не нашёл ничего поиском.
Парадокс в том, что 5-водный кристаллогидрат сульфата меди выглядит синим и в проходящем, и в отражённом свете. Как такое может быть ?
В эксперименте мы с одноклассниками на школьном "химическом кружке" облучали кристаллы этого вещества белым светом, т.е. в нём присутствовали все видимые глазом волны спектра. Но если от поверхности кристалла отражается коротковолновая часть спектра (синяя), то оставшаяся длинноволновая должна выглядеть как оранжево-красная ? Почему кристалл сульфата меди не имеет в проходящем свете оранжево-красную окраску, а всё ту же синюю ?
К сожалению, наш учитель химии не смог объяснить причины данного явления, поэтому и обратился к вам !

[chaus]

5-водный кристаллогидрат сульфата меди выглядит синим и в проходящем, и в отражённом свете. Но если от поверхности кристалла отражается коротковолновая часть спектра (синяя), то оставшаяся длинноволновая должна выглядеть как оранжево-красная ?

Отражение от кристалла этого диэлектрика при малом угле падения довольно слабое (см. формулы Френеля), а при большом угле падения отражённый свет мало отличается по спектральному составу от падающего (грубо говоря, белый отблеск). Т.е., поскольку поглощение происходит атомами меди внутри кристалла, то отражённый свет не меняет сколько-нибудь заметно спектрального состава. (На самом деле отражение происходит в поверхностном слое с толщиной порядка длины волны света, так что небольшое поглощение есть и оно такое же, как при прохождении. На этом основаны некоторые методы спектроскопии.)

Красная часть спектра поглощается широкой полосой перехода между составляющими 3d-подуровня атома меди (максимум этой полосы лежит в ближней инфракрасной области), проходит коротковолновая часть (визуально синяя).

При рассматривании кристалла на белом фоне мы наблюдаем свет, прошедший через кристалл дважды: до отражения от фона и после. Следовательно, видим более тёмный, но всё равно синий свет. А при рассматривании на чёрном фоне (лучше всего, конечно, сделать модель абсолютно чёрного тела и рассматривать кристалл на её зрачке) кристалл будет выглядеть практически чёрным, не считая слабого отражённого света и света, отражённого от внутренних дефектов, т.е. опять дважды прошедшего через кристалл до дефекта и обратно, т.е. тоже синего.

Но для школяра вопрос хоро-о-о-оший!

[Химила Винтоклоп]

Большое спасибо за развёрнутый ответ. Эх, нам бы в школу учителей такого уровня...

[mizuchi]

Большое спасибо за развёрнутый ответ. Эх, нам бы в школу учителей такого уровня...

Вот будут зарплаты у вас в школе ~ $2000, и придут учителя.

[bigM]

Большое спасибо за развёрнутый ответ. Эх, нам бы в школу учителей такого уровня...

Вот будут зарплаты у вас в школе ~ $2000, и придут учителя.

оф топ, конечно, но с какого числа у доцентов зарплата в 2К usd?

[mizuchi]

оф топ, конечно, но с какого числа у доцентов зарплата в 2К usd?

Не с какого, а где. Ответ очевиден.