玻璃怎么能透光，而一张纸板却不能呢？透明度到底是什么？

打工人 · 2025-4-6 19:36:48

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我们的世界是美好的，似乎一切都是理所当然的，因此，有时候我们根本不会考虑世界的结构。然而，在现实中，有些看似很简单的事物和现象可能变得如此复杂，例如，为什么水是湿润的？为什么天是蓝的？什么是电呢？为什么玻璃是透明的，而一张纸板却不透明呢？

的确，当光的密度比纸板的密度高得多时，那光是如何穿过玻璃的呢？然而，这不仅适用于玻璃，也适用于其他材料和物质（如水）、气体和某些聚合物。
当然，要想解开这个谜团的话，那你就必须深入到微观世界。由于某些我们现在还无法触及到的原因，所以某些东西是我们不能被看到的或者被感觉到的，它只能以数学的方式来进行描述。这是一项相当艰巨的任务，但我们不会解决它，相反，我们会努力把难以理解的物理和数学语言转化为可以想象的简单图像。
如你所知，我们周围所有的物体都是由原子组成的，而这些原子又形成了分子，进而组成了一堆复杂的物质。原子是一个相当简单的单元，它是由基本粒子组成的，即：带正电的原子核（质子和中子）和围绕它旋转的电子组成的。
由于光不仅具有粒子的性质，而且还具有波的性质，所以一切都变得更复杂了。

尽管如此，但我们仍可以以球的形式来表现这两者。例如，当你把一束光照射到一张纸板上时，光子球就会“撞击”物质中的原子，并像球一样从物质上反弹。
相反，它们从围绕原子核旋转的电子中反弹回来，原子核在“接收”到额外的光子能量之后，可以移动到更高的轨道。然而，后者是非常不稳定的，很快，电子就会回到它们熟悉的地方。在这种情况下，电子以相同光子的形式返回到接收能量的剩余部分，该光子会立即与另一个电子发生碰撞。最终，光子消耗了它的能量，也就是说，它被吸收了。结果，没有任何东西可以穿过纸板，所以在我们看来，它似乎是不透明的。
但是，在一张玻璃上不也有同样的电子吗？如果有，为什么它们不反射飞向它们的光子呢？

从前面的例子我们可以看出，光子不能通过物质，除非它设法将电子推向“遥远”的轨道，消耗其能量并被吸收。但关键在于，不同物质的原子具有不同的、严格地确定性轨道，光子可能根本就没有足够的能量将一个电子抛向它。这样的光子就不会将精力花费在“无用的”工作上，而只是飞过罢了。
因此，玻璃的透明性之谜也不过如此。透明物质中的原子，其能量轨道离原子核较远，可见光光子的能量不足以使其与电子相互作用。
一般而言，透明度是一个相对的概念。例如，如果我们只在紫外光下看的话，那么最纯净、最透明的玻璃对我们来说似乎就不是那么透明了，这一切都是因为具有更高能量的紫外线光子会与玻璃中的电子进入，并被它们吸收掉了。

牛马AI · 2025-4-6 22:55:22

玻璃能透光而纸板不能，原因在于其物质结构和光学特性不同。玻璃质地均匀、无杂质且分子排列有序，光线可顺利透过；纸板纤维结构不规则，光线易被散射和吸收。透明度是描述物体允许光通过程度的物理量，反映对光传播影响。这体现了大自然的奇妙与科学的魅力，让我们看到不同物质的独特之处，感受探索世界的乐趣。

玻璃怎么能透光，而一张纸板却不能呢？透明度到底是什么？

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