-
1 # 憧憬船
-
2 # 尼甘布
原理上這是能帶理論與可見光之間的故事。
首先解釋下,為什麼有些東西是透明的。自量子力學產生之後,一些科學家在揭示原子核外電子能量的不連續性上構建了能帶理論,複雜的東西對本題無用,簡單的可以理解為電子處於不同的臺階上,臺階與臺階之間有個高度,叫做帶隙,帶隙表示不同高度臺階的能量差,比如電子從1躍遷至2必須吸收能量,通常單位是電子伏(eV)。
人眼要看到光,是由於可見光中光子打到人眼,產生電訊號傳入大腦,經過大腦處理,就看見了光(所以應該是,上帝說“要有光”,於是光子打到了他的眼睛)。好冷~~通常光子的能量約是2.6eV左右。
物質中原子核的空間體積很小,其他空間大多由電子雲佔據,物質是否透明取決於光子能否透過,光子能否透過取決於帶隙大小。帶隙小於2.6時,電子吸收光子能量進行躍遷,光子被吸收,宏觀上表現為不透明;帶隙大於2.6時,電子不吸收光子,因為就算吸收了也滿足不了躍遷能量,所以光子透過,宏觀上表現為透明。
金屬中原子相互連線的大多是金屬鍵,而金屬大多又是週期性晶體結構,故能帶很規律,帶隙的能量比較固定。最重要的是,大多金屬的帶隙都小於2.6,所以不透明。
突然想到,舉個例項,雖然不是金屬,比如金剛石的帶隙是5.4,矽是1.1,金剛石透明,矽不透明,以上都是指純物質。
原理講完,現在講講實踐上的吧。
想讓金屬透明,做成單層原子可不可以?答案是可以的,樓上的舉例已經很明顯的。但是要說是不是任何金屬做成單層原子結構一定能得到透明的性質,不一定,反例我也舉不上來,我沒一個一個試過,但是科學應該保留證偽的可能性。
還有就是樓上說的另一種方法,做成金屬玻璃。這個我還算是略知一二。工藝流程比較複雜,我就說說原理,科普一下好了。玻璃態不同於金屬態,最重要的一點是玻璃內部結構式短程有序,長程無序的,金屬是長程有序的。我比喻下吧,100個人在廣場上散步,三三兩兩的,一對情侶,兩個人保持相同的方向和步調,但是距離20米之外的另一對情侶可能是坐著的含情脈脈的望著對方,小範圍內大家保持相同的運動狀態,大範圍內是雜亂無章的,這叫短程有序長程無序;100個人在廣場上都面向同一方向,保持統一步調,這叫長程有序,也可以親切的叫做廣場舞。
玻璃態會因為不跳廣場舞而表現出帶隙不穩定,比如樓上的鋁,作為金屬態帶隙穩定小於2.6,但是作為玻璃態,原本的構成能帶的電子不再具有周期勢場,部分帶隙會大於2.6,玻璃越透明,說明大於2.6 的帶隙所佔比例越高。具體怎麼將金屬態轉化為玻璃態,就看冷卻速度了,理論上講應該是所有金屬都能做成玻璃態的。
-
3 # 鐳雕焊接機
玻璃不像金屬一樣有自由電子,不會遮蔽反射光子。這就是玻璃透明的原因。光是電磁波的一種,是波長介於390奈米到750奈米之間的電磁波。我們通常意義上說的透明不透明。
都是侷限於這個波段的。事實上,你看上去透明的東西,對於超出這個波段的電磁波,就不一定是透明的,反之亦然。舉個例子,X光就是波長很短的光,連人體也可以穿透,大部分物質對x光來說都是透明的。
玻璃也並不是永遠透明的,比如說對於某些紅外和紫外光線,玻璃就是不透明的,因為那些光線玻璃可以吸收。另一個例子就是矽,半導體矽晶片是黑色的,因為可見光會被吸收,但是矽對大部分紅外線都是透明的,可以替代玻璃。
玻璃在不同的場合有不同的應用,比如防輻射光學玻璃,就是想要吸收或者散射X射線、γ射線等放射性射線的光子,所以通常會在玻璃基質中加入重金屬元素(如鉛和鉍元素),從而達到防輻射的目的。
普通光學玻璃是由二氧化矽和其他化合物熔融在一起形成的(主要生產原料為:純鹼、石灰石、石英),在熔融時形成連續網路結構,冷卻過程中粘度逐漸增大並逐漸硬化。由於玻璃採用超快速冷卻而獲得,因此保留了其在液態的結構,具有短到中程有序、長程無序的狀態,是各向同性的 。所以,在宏觀上玻璃是固態的,但在微觀上卻是液態的。
-
4 # 奇聞與影視
這要從玻璃的分子結構說起了。
玻璃是一種緻密的均勻的物質,他不是導體,它的結構裡即沒有自由電子,又沒有容易激發的電子,物質的結構又很緊密,沒有許多孔隙等條件.所以玻璃可以透過光子,即是透明的。所以玻璃是透明的!
物體之所以透明,一個重要的原因:再堅實的物質,如果從原子的內部去看,它其實是空蕩蕩的.因為在原子的內部,原子核和電子的體積加起來不到原子體積的1000000000分之一.
透明的金屬是不存在的,因為金屬是導體,結構裡有自由電子和容易激發的電子,由於電子的阻擋光子無法從金屬內部穿透,也就導致金屬不透明瞭。
回覆列表
原子是很空曠的,如果原子是體育場,原子核是中心的一個核桃,電子是跑道上一粒灰塵。
原子核外的電子分佈在不同軌道上,軌道由裡向外,能級升高。
電子可以“打劫”一個光子,讓自己升級到更高軌道上。
但,電子這個“劫匪”是講原則的,就是隻“打劫”剛好讓自己能升級的光子。
玻璃內的眾多電子,剛好是一群這樣的“劫匪”,它們放過可見光的光子,專門“打劫”紫外光的光子。
因此,對人來說,玻璃是透明的,而且隔著玻璃曬太陽,紫外線的傷害非常小,溫度感覺也不是很高。
上述可以解釋玻璃透光,要想透明,還要保證穿過介質的光線不被散射。
玻璃,還是各向同性的非晶態介質。各向同性的介質,光的傳播速度與偏振方向無關,只有一種折射率。
這樣,從紅到紫的可見光,穿過介質時,由於折射率相同,可以完整透像。
小結一下:
(1)玻璃中的電子“劫匪”,不打劫可見光光子,可見光可以暢通無阻。
(2)玻璃的各向同性,確保各色光線都以相同的角度折射,可以完整透像。
玻璃,就是這樣透明的。