為什麼光能透過玻璃?而其它不能透過?

  • 作者:由 匿名使用者 發表于 攝影
  • 2022-12-07

為什麼光能透過玻璃?而其它不能透過?復興是必勝的長征 2007-03-24

我不知道樓上的答案是否自己打的字,還是引用的。但我有些異議。

首先玻璃砸成粉也透光,你想,一層和普通玻璃同樣厚度的玻璃粉,怎麼會不透光呢?只是因為雜亂的折射,使透過的光成了散射狀態(類似毛玻璃)。這種散射是假散射,其實是折射。

當光穿過透明介質時, 其實是光子被透明介質原子的電子吸收, 使該電子的能級升高(躍遷), 然後隔一段時間, 電子又躍遷到低能級, 同時放出一個光子。 這個過程不斷地在進行, 直到最後光子從透明介質裡出來。 這個解釋很好地說明了為什麼光在介質裡的傳播速度要比在真空中慢。

但是電子的躍遷過程是不確定的, 你無法預測一個處在高能級的電子何時躍遷, 如何躍遷。 但很顯然, 光子在穿過透明介質後, 保持了原有的方向, 相位, 先後順序等資訊。

而所謂光無法穿越的物體(不包括人工全反射材料),將光子吸收後,利用其能級增加內能,釋放出紅外線(也是光線)。但人眼無法看到紅外線,就認為光“丟”了。其實部分光依舊透了過來(紅外線),另一部分光(紅外線)被髮散到其它方向。光能(輻射能)轉化為物體內能再轉化光能(輻射能)的過程很好理解,比如石頭被曬熱,儲存內能後散發紅外線。

所以:1\透過介質的光,包含的光子並不全是原光子,但透過表面平整的某些介質後,新光子束(光線)與原光子束基本一致,所以人類直覺認為光完好的過來了;

2\光可以“穿越:任何物體。舉個例子,可見光光打在鐵板上,被轉換為紅外線”透“過。

為什麼光能透過玻璃?而其它不能透過?為電腦煩 2007-03-23

這和玻璃的結構與成份有關係。

首先,玻璃態是一種介於結晶態和非晶態之間的聚合狀態。這種狀態在微觀上表現為“短程有序,遠端無序”,即在幾個原子到幾十個原子的範圍內,原子是有序排列的,而在幾十個原子以上,幾百個原子等是無序排列的。這就決定一個很重要的因素:玻璃沒有晶體介面,而晶體介面會對光有反射、折射的作用。所以多晶體是不透光的(把玻璃砸成粉,就不透光了)。單晶體是可能透光的。至於微晶玻璃,事實上其晶體顆粒非常小,影響不大,但無序的晶體介面的滑移會減小熱脹冷縮產生的體積變化,所以常用來做廚房用品。

有了這種結構並不一定就能透光,還有一個因素是玻璃的成分。玻璃的主要組成元素有:鋁、矽、氧等,其他的形成體成分有:硼、鈉、鎂、鉀、鈣、磷、硫等等,還有很多微量成分包括金屬、非金屬元素。所以玻璃裡最主要的原子鍵就是矽-氧鍵、鋁-氧鍵等,這些鍵的鍵長與其他的固態原子鍵相比較,鍵能較小、鍵長較長。(具體是多長我記不清了,但是大於光的波長)所以光線可以透過。其中:硼、鈉、鎂、鉀、鈣、磷、硫等等形成的原子鍵也比較長,對光線的透過影響不大。大原子量的元素形成的原子鍵鍵長較短,光線無法透過。(可以看一些關於波的透過理論)有時加入其他金屬或非金屬元素,是為了調節玻璃的效能,包括顏色、膨脹係數、強度等等。例如:鐵離子會產生綠色(吸收了對色光),鈷離子會產生藍色。加入鉛沒有顏色,但會提高折光率。總之,大原子量的元素隨著量的增加透光效能會越來越差,達到一定濃度,玻璃就不能透光了。

陶瓷的結構和成分與玻璃基本相同,但不透光。這是因為陶瓷是燒結而成(玻璃是熔融),燒結體內有大量的小氣泡,而造成不透光。現在科學家透過特殊工藝,已經可以製造出透明的陶瓷。

岩石的成分與玻璃相似,但岩石是多晶態的(透過顯微鏡可以看到岩石是由不同的巖相組成,每種巖相就是一種晶體,岩石是由多種晶體混合組成的。),並有大量的雜質原子結構和大原子(玻璃中加入百分之零點幾的著色原子,顏色就很明顯了,何況大量的雜質?),所以岩石不能透光!但是我們知道:二氧化矽單晶體(也就是水晶)是透光的,所以我們從有些岩石上可以剝離下小顆粒的二氧化矽單晶體,我們會發現它是透明的,但整個岩石卻表現出是不透明的。

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