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為什麼有的液體、固體是透明的,而有的不是?

2019年01月24日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 6 ℃ 次

很多液體和一些固體(尤其是結晶體)都是透明的,而有些液體和很多固體(包括一些晶體吧)不是透明的。請問是否可以從分子、原子級結構上來分析透明與否的原因?怎樣分析?

【月兒飛的回答(19票)】:

一種固體物質既不吸收也不散射光,那麼這種物質看起來就是透明的。純硅對光具有極強的吸收力:這是因為純硅中的電子吸收了可見光而實現了能級躍遷。固體的電子結構可以解釋為何金屬閃閃發亮,純淨的金屬之所以反射而非透射光,是因為其中充斥著大量的自由電子,而這些電子會將入射光再反向輻射出去,於是就擋住了那些想一直向前的光線,也就防止了透射。

在人的肉眼看來是均勻的材料,實際上是由許多很小的晶疇組成,這些晶疇間的邊界被稱作晶界,如果晶界間的距離比可見光的最短波長還小(換句話說,如果材料的折射率是均勻的,對光線透射並無阻礙),那麼,這種物質看起來就是透明的。每個晶界都會散射通過它的光線;可是,如果晶疇足夠小的話,光波實際上就可以從它們上面直接「躍」過去。

由二氧化硅和一些雜質組成的玻璃並不是真正的固體。更準確地說,它是一種過冷液體。玻璃內並沒有晶界存在,因此它看上去是透明的。相比之下,固體二氧化硅(砂子)裡則存在明顯的晶界,因而它是不透明的。

對於有的有機溶液而言,還存在著所謂的旋光性(這個就涉及到有機分子中的手性原子了)

【李楊的回答(3票)】:

很複雜的問題。。跟吸光度有關,宏觀參照lambert-beer定律,微觀涉及動量守恆,電子吸收光發生躍遷到高能級然後通過不同的方式釋放能量回到低能級。。很複雜~

【張正博的回答(1票)】:

不同的材料透光的機理有差異

以離子晶體為例,離子晶體 價帶與導帶間有很寬的禁帶,禁帶的寬度大於光子的能量當可見光照射晶體時,在價帶上的電子吸收光子所獲取的能量不足以讓它從躍遷到導帶,所以不可吸收可見光,從而呈現出透光的特性。

標籤:-化學 -物理學 -光學 -材料科學 -材料 -橋樑 -月兒飛


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