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なぜ二酸化シリコンは二酸化チタンが白色固体であるのですか?

二酸化シリコン(SIO₂)と二酸化チタン(Tio₂)は、電子構造と光との相互作用のために白い固形物です。これが故障です:

1。電子構造とバンドギャップ:

* 二酸化シリコン(SIO₂): 二酸化シリコンには大きなバンドギャップがあります。つまり、原子価帯から伝導帯に電子を励起するには、かなりの量のエネルギーが必要です。 この大きなバンドギャップは、可視光の吸収を防ぎます。

* 二酸化チタン(Tio₂): 同様に、二酸化チタンにも大きなバンドギャップがあります。 紫外線(UV)光を吸収することはできますが、可視光を吸収しません。

2。光の散乱:

*Sio₂とTio₂の両方に高い屈折率があります。これは、これらの材料に入ると、光が大幅に曲がることを意味します。この曲げにより、光が複数の方向に散らばります。

*光がランダムに散らばると、可視光のすべての波長は等しく散らばっています。これは、すべての色がオブザーバーに反映されるため、白い外観になります。

3。粒子サイズ:

*これらの材料の粒子サイズも役割を果たします。微粒子は、大きな粒子よりも効果的に光を散乱させます。これが、細かく粉砕されたsio₂とtio₂が白く見えるのが特に優れている理由です。

要約:

大きなバンドギャップ(可視光の吸収を防ぐ)と高い屈折率(重大な光散乱を引き起こす)の組み合わせは、二酸化シリコンと二酸化チタンの白色につながります。それらの微粒子サイズは、この効果をさらに高めます。

注:

*両方とも白ですが、正確な色合いは純度、粒子のサイズ、その他の要因によってわずかに異なる場合があります。

*不純物や表面欠陥のために、いくつかの形態のTio₂がわずかに黄色に見える場合があります。

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