请详细解释为什么光可以透过玻璃?

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/05/21 08:14:22

请详细解释为什么光可以透过玻璃?
这并不是一个可以用一两句话概括的问题,因为光的吸收
和散射都不是简单的问题.

首先透明不透明都是针对可见光波段而言的,对于其他频率的电磁波需要具体情况具体分
析.
那么我们分析一下不透明的原因,无非是光波被反射或者吸收,总之是没有透过去.可以
有以下几类：
1,散射,颗粒尺度原因.比如一些材料的颗粒尺度与可见光可以比拟,就会很大程度的散
射掉入射的光波,形成不透明.比如“水蒸气”作为气体是透明的,但是浓重的“水蒸汽
”就有不透明.是因为水气遇冷凝结成小水滴,把光线都散射掉了.所以云彩不透明.小
于光波长的颗粒构成的“胶体”是透明的,光子不被吸收也不被散射.
2,导体和金属,含有自由电子的情形.这个distinguish已经论述过,不再重复.
3,分子激发态能级和吸收.有一些材料,比如含有苯环或者其他有机或者无机大分子的,
分子激发态能级或者振动能级恰好对应可见光能量.就会强烈地吸收可见光,造成可见光
完全透不过去.很多有机的材料不透明就是因为这个原因.如果有机分子很小或者很大（
高分子）,能级远离可见光频段,结构不复杂,就会透明.比如说聚乙烯塑料薄膜.(这个
应该说是半透明的,塑料厚了还是不透明)
4,a,孔隙、微型黑体（这个是我自己乱定义的,大家别笑话；b,复杂结构、镜宫.有一些
实际材料结构很复杂或者有很多显微孔隙,这些孔隙或者复杂的结构就像是一个个小小的
“黑体”,光进去就出不来了,也会造成不透明的结果,这样的材料一般呈黑色.还有的材
料显微结构象无数面小镜子或者棱镜,不吸收光,而是把光全部反射和折射出去了.这样的
材料会呈白色.比如透明的玻璃或者冰,在上面砸一个“白点”出来,应该就是这个原理.
实际材料的不透明往往是上述几种原因混合起作用的结果.比如说木头,里面的有机分子
会吸收可见光,木头中的孔隙和纤维结构也是吸收和阻挡可见光透过的主因.
至于很多材料为什么透明,我只能说上面几个因素它们都没有,所以透明.比如说玻璃中
的二氧化硅,没有游离电子,分子能级又不在可见光频段.没有复杂的散射光、吸收光的
结构和足够多的孔隙,所以是透明的.不过,如果你把玻璃敲坏,或者处理成“毛玻璃”
,使玻璃里面有很多显微孔隙、交织的结构和微颗粒,就会不透明了.
把一个材料从透明变成不透明,可以从1、4两个因素下手.把它结构搞坏形成吸收光的
多孔隙和交织构造或者造成反射折射光线的“镜宫”构造,或者人为在材料中形成散射
光的颗粒.

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