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为什么水是透明的?

为什么水是透明的?

这是水本身的性质。水对所有色光都不吸收也不反射,色光穿过水时不遇任何阻拦,所以水看起来就是透明的。

简单说来,一种固体物质既不吸收也不散射光,那么这种物质看起来就是透明的。

纯硅对光具有极强的吸收力:这是因为纯硅中的电子吸收了可见光而实现了能级跃迁。固体的电子结构可以解释为何金属闪闪发亮,纯净的金属之所以反射而非透射光,是因为其中充斥着大量的自由电子,而这些电子会将入射光再反向辐射出去,于是就挡住了那些想一直向前的光线,也就防止了透射。

在人的肉眼看来是均匀的材料,实际上是由许多很小的晶畴组成,这些晶畴间的边界被称作晶界,如果晶界间的距离比可见光的最短波长还小(换句话说,如果材料的折射率是均匀的,对光线透射并无阻碍),那么,这种物质看起来就是透明的。每个晶界都会散射通过它的光线;可是,如果晶畴足够小的话,光波实际上就可以从它们上面直接跃过去。

由二氧化硅和一些杂质组成的玻璃并不是真正的固体。更准确地说,它是一种过冷液体。玻璃内并没有晶界存在,因此它看上去是透明的。相比之下,固体二氧化硅(砂子)里则存在明显的晶界,因而它是不透明的。水对于可见光中各种波长不同的光线(指红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)散射作用(指光束在媒质中前进时,部分光线离原来方向而分散传播的现象)的强弱不同,对于波长短的(如绿、青、蓝等)其散射作用远比波长长的光(如红、橙色)的散射作用强。再加上散射作用的强弱与光程的长短也有关。在水层较浅时,可见光中各种波长的光几乎都能透过,散射作用也不显著。因此,水是无色透明的。

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