光在穿過物體時,組成物體的原子會選擇性地吸收光子,絕大部分固體物質都會把可見光吸收掉,所以這些物質是不透明的。
原子由原子核與核外電子組成,原子的經典直徑為10^-10米數量級,原子核的經典直徑為10^-14~10^-15米,電子的經典直徑為10^-15米;由此可知,在正常情況下,原子核體積占了原子體積的千億分之一不到,原子中99.999999999%的體積是空的。
但是微觀世界的物理定律與宏觀不太一樣,微觀粒子遵循量子力學的法則,比如在量子力學中,核外電子是電子雲模型,在所處能級附近發現電子的概率最大。
随着原子序數的增加,原子的核外電子數量也在增加,核外電子存在很多能級,不同能級之間存在能量差:
1、當核外電子從高能級向低能級躍遷時,核外電子會釋放光子,光子能量正好等于兩個能級之間的能量差。
2、當核外電子吸收光子,且光子能量等于兩個能級的能量差時,電子從低能級向高能級躍遷。
3、當核外電子吸收的光子能量,大于到任何高能級的能量差時,核外電子會完全脫離原子核的束縛成為自由電子,并獲得動能。
可見光是電磁波中很小的一個波段,波長λ=380nm~780nm,光子頻率ν=c/λ,光子能量E=hν,其中h為普朗克常數,于是波長越長的光子能量越低,波長越短能量越高。
當光子在原子間穿行時,如果光子能量正好等于某兩個能級之間的能量差,那麼處于低能級的核外電子,就有可能把光子吸收掉,于是物質會選擇性地吸收相應波長的光,如果某物質對可見光波段完全吸收,那麼我們說該物質是不透明的。
如果某個物體對可見光波段完全不吸收,那麼我們說該物體是透明的,如果隻吸收部分可見光波段,那麼該物體表現為透過某種顔色的光;比如普通玻璃不吸收可見光波段,所以表現出透明,而藍色玻璃則不吸收藍光或者吸收少量藍光。
對于生活中的絕大部分固體物質,其内部含有的雜質很多,一般對可見光的吸收很明顯,所以絕大部分物質都是不透明的;值得注意的是,“透明”一般針對物質是否對可見光吸收,比如晶體矽是黑色的,說明可見光會被晶體矽吸收,但是紅外線可以穿過晶體矽,所以晶體矽對紅外線來說反而透明。
原子之間以化學鍵連接,化學鍵的本質是相鄰原子之間的電磁相互作用,原子核帶正電,電子帶負電,當兩個原子靠得太近時,原子核之間會産生排斥力,核外電子雲也會發生變形,以此排斥相鄰原子進入自身内部。
組成我們人體的基本物質也是原子,我們用手觸摸物體時,也會受到組成物體的原子産生的排斥力, 所以哪怕原子内部99.999999999%是空的,我們的手也無法直接穿過去。
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!