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E.lectrónica física
~EC
~E'
,-------,
E,
EF -------- - -- -
E,
,-___---,
I
Equilibrio
"o
=
N
c
exp ( -
Eck~EF)
110110
=
n;
Fuera de equilibrio
N
(
E,-E,.)
11 =
c exp - -y¡:--
Figura 11.32. Diagrama de energla para un semiconductor en equilibrio y fuera de él, seudoniveles de Ferml.
PROPIEDADES ÓPTICAS
y
MAGNÉTICAS
Esta sección tiene un interés informativo, así que
su contenid o es un tanto superficia l. Al hablar
de propiedades ópticas, el objetivo principal es
comentar cómo se realiza el proceso de las seña–
les ópticas controlando la velocidad de la luz. En
relación con los materiales magnéticos, intenta–
remos proporcionar las ideas esenciales sobre
las memorias magné ticas.
Propiedades ópticas
Describir las propiedades ópticas a un estudian–
te de ingeniería es bastante fáci l, ya que está
familiarizado con señales que cambian periódi–
camente en el tiempo, e incluso ha visto en el
osciloscopio el efecto de la diferencia de fase de
dos señales de voltaje. Las señales ópticas son
idénticas a una señal cosenoidal de voltaje, sóio
que de mayor frecuencia, - 5 x 10
14
Hz. En la sec–
ción de nomenclat ura óptica se habló de la po–
larización de la luz y se describió como el áng ulo
de fase entre las vibraciones del campo eléctrico
ortogonales a la dirección de propagación. Si la
luz se propaga en la dirección cartesiana z, en–
tonces, en general, el ángulo d e fase entre las
58
vibraciones del campo eléctrico en la dirección
x
y
y
definirá la polarización .
La
velocidad de propagación de la luz cambia
en los diferente med ios. En el vacío se propaga a
su velocidad máxima
y
en los medios transpa-
rentes la propagación es siempre menor:
v
=.E..,
11
donde
IJ
es el índice de refracción del medio. En
el aire
11
es casi uno, en el vidrio de ventana es
1.4, etc. El índ ice de refracción cambia en las
diferentes longitudes de onda, lo que da origen
al arco iris. En general, en un material,
n
aumen–
ta al disminuir la longitud de onda (por cierto,
¿saben por qué el cielo es azul de día
y
negro de
noche?).
De la misma manera en que el ángulo de fase
en un circuito eléctrico se modifica al cambiar la
impedancia (frecuencia o elemento físico), así
también la polarización de la luz puede cambiar
al pasar por un material adecuado. Imaginen un
haz de luz monocromático (una longitud de
onda)
y
polarizad o linealmente (ángulo de fase
cero). Cuando la luz incide en un material ade–
cuado, uno que tenga dos diferentes valores de
It
en diferentes direcciones,
11,
y
lIy
(o sea, un
material anisotrópico; muchos cristales en la na–
turaleza tienen esta propiedad, a d iferencia de
los vidrios, que son materiales no cristalinos que
