Vad gör att vissa material är genomskinliga?

Jag menar vad händer på atomnivå i ett material som är genomskinligt respektive i ett material som inte är det?

Vet inte om det gäller i alla fall, men vad jag minns, så är det olika överlappande band på kvantnivå. Av samma anledning är transparenta material sällan bra, elektriska ledare heller.

Fram till att någon kunnig kommer in i tråden, så får du av mig en tvivelaktig lekmannaförklaring: material är genomskinligt om fotoner passerar det istället för att absorberas av materialets elektroner. Vi talar nu om de med våglängder inom synligt ljus, för även om fönsterglas släpper igenom ljus i synlig våglängd, så släpper de ju inte igenom t.ex. strålar i det ultravioletta området. Andra material som endast släpper igenom vissa ljus i det synliga spektrat är färgat genomskinliga.

https://sv.wikipedia.org/wiki/Transparens_(optik)

Du har bara förklarat vad det innebär för ett material att vara transparent. Vad TS undrar är varför vissa material släpper igenom ljus när andra absorberar det.

Det beror på vilka energinivåer elektronerna i materialet ligger på (d.v.s. om de absorberar eller inte fotoner inom det synliga spektrat)?

Okej, jag lämnar det därhän, då det ändå inte är mitt kunskapsområde. Må någon mer kunnig ta tag i det.

Vad som är genomskinligt beror även på vad som skall passera det.
T.ex Infrarött ljus eller Det som är synligt för ett mänskligt öga?
UV eller Infrarött ljus.

Det finns många videos på tuben som t.ex demonsterar hur en plast kan göra dig osynlig för en värmekamera men inte det mänskliga ögat. En annan typ av plast gör dig osynlig för "synligt" ljus men synlig för IR.

https://www.researchgate.net/figure/Diagram-of-the-lights-electromagnetic-spectrum-showing-the-different-wavelengths-of_fig2_258241350

you know, science and wavelenghts and shit.

Ljusenergi kan väl bara passera genom materia som inte absorberar fotoner?
Dessa material blir dock fortfarande varma pga den friktion som de utsätts för.

Materian "vibrerar" när fotonerna passerar materialet och värms då delvis upp av friktionen.
Material som släpper igenom ljus "fotoner" släpper igenom även de fotoner som vi inte kan se (djur och insekter kan se andra spektra än vi människor).

Om fotonerna inte kan passera ett material betyder det att materialet är "för tätt", det kan dock fortfarande värmas upp av fotonerna (som är energi) genom att de "vibrerar" atomerna i materialet.

https://en.wikipedia.org/wiki/Electronic_band_structure

Nu har ju flera andra redan svarat bandgap och det är en del av svaret. Andra har pekat ut fononer som är en annan del av svaret. En foton kan absorberas om det finns en lämplig elektronisk övergång från ett ockuperat tillstånd till ett oockuperat tillstånd, men fotonen bär inte bara energi utan även moment som måste "tas om hand om". Om man tänker sig en typisk bandstruktur så är energin längs y-axeln och momentet längs x-axeln, så elektronen [1] måste kunna hoppa upp och i sida så att det nya tillståndet passar i både energi och moment. Det är också möjligt att hela gittret kollektivt tar upp momentet genom att en fonon (gitterrörelse) exciteras och det går bara om det finns en nod i momentrummet som passar. Om ingen av möjligheterna (direkt absorption där en "elektron", se [1], tar upp både energi och moment, eller indirekt där momentet exciterar en fonon) står till buds är övergången förbjuden och tvärsnittet för absorption kraftigt undertryckt. Förbjudet i detta sammanhang betyder att den lägsta ordningens process, E1, är undertryckt, men det kan finnas högre ordningars övergångar, E2 och M1 o.s.v., där momentöverföringen ser annorlunda ut och som är tillåtna, men dessa är undertryckta med c_0 till någon potens. Detta gäller oavsett om det finns ett bandgap eller inte.

Bandgap uppstår när det genom utbytes- och korrelationseffekter blir energetiskt fördelaktigt att vissa tillstånd sänks i energi bort från Ferminivån och andra höjs. Systemet "tjänar" i energi om ett fullt band sänks utan att det "kostar" något om ett tomt samtidigt höjs. Det krävs vissa kombinationer av kvanttalsuppsättningar för att kopplingarna ska bli starka nog för att energibalansen ska tippa över mot ett bandgap och därför är inte alla material isolatorer. Bandgap är typiskt av samma storleksordning som de energier som är inblandade i utbytes- och korrelationsprocesser, runt 1 eV, men de kan vara både mindre och större, men sällan över 8-10 eV. Synligt ljus ligger i runda slängar strax under 1 eV och om bandgapet är större än fotonenergin krävs det kollektiva fotonprocesser (multipla absorptioner till virtuella intermediära tillstånd, starkt undertryckt) för att ljuset ska absorberas och materialet ser transparent ut för våra ögon.

[1] Bandstrukturen och framför allt bandgapet är ett kollektivt fenomen som uppstår när elektroner växelverkar med varandra så det vi mäter och räknar på är dressade elektroner, det vill säga elektroner plus deras växelverkan. Det är mer rätt att tala om kvasipartiklar som kan ha andra egenskaper än den fria elektronen. Till exempel talar man om ballistiska partiklar i t.ex. grafen där växelverkan är så svag att "elektronen" i det närmaste är masslös och om tunga fermioner i vissa starkt korrelerade material där "elektronen" växelverkar så starkt med omgivningen att dess massa vid en mätning skulle motsvara flera tusen m_e.