玻璃为什么是透明的?

成语大全 发布于 2020-09-20 14:53:52

一些物质因为既不吸收光也不散射光,因此看起来是透明的。比如水、玻璃和一些塑料薄膜等。大部分气体都是透明的,这是因为气体内部的分子之间相互作用很弱、距离很远,当光线入射时,绝大部分光线会从分子缝隙中穿过而不被散射或吸收。而在由分子构成的液体中,如水,由于分子之间相互作用很弱,往往仅吸收某些特定波长的光,所以表现为透明的。

液体和气体对光的吸收程度还取决于液体和气体本身的深度或厚度。可见光中,按波长大小分布颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,紫光作为波长最短的可见光波,最容易被散射和反射。太阳光照射海面上,大部分光线都被海水吸收了,只有少量蓝光和紫光被散射和反射,人眼对蓝光又特别敏感,所以看到的海洋都是蔚蓝色的。实际上,如果只取一小桶海水,就能发现它跟普通纯净水一样是透明的。

固体中的原子或离子间相互作用很强,从而能够吸收较大波段范围内的光。玻璃实际上是二氧化硅和其他杂质在液态下迅速凝固形成的过冷液体,并没有很好地结晶成有序排列的晶体,其中自由电子少,导致反射效应非常弱,而可见光波段又刚好不在其吸收波段内,因此绝大部分光线都能穿透玻璃。如果往玻璃中添加不同杂质,可以让玻璃对不同波长的光线产生吸收或反射,其颜色也可以千变万化,如添加氧化铬后玻璃显绿色,添加二氧化锰呈紫色,添加氧化钴则是蓝色。因此玻璃可以用于制作各种光学器件。

另外,用玻璃仿制的各种珠宝,看起来确实有以假乱真的效果。类似地,很多绝缘体,如由三氧化二铝构成的刚玉,也是透明的。如果刚玉中掺入钛、铁、钒等微量杂质元素,就成了常说的蓝宝石;刚玉中掺入微量的杂质元素镉则呈红色,就是常说的红宝石。