一種材料是否透明是由什麼決定的？

桃唐2022-01-30 08:38:57

在材料本質上是什麼決定了該材料是否透明，為什麼會產生光的吸收和反射？

2018-11-13 00:24:15

物質的光學帶隙，當能帶間隙大於可見光光譜範圍時，3。1e時，介質就幾乎不能吸收可見光頻譜內的光子。但不意味著電介質都是透明的，原因是缺陷的存在總是使得能帶間隙中存在部分能級導致光子吸收。

2020-04-05 11:29:01

第零條，光是電磁波。

第一條，透明，就是不吸收電磁波。對什麼頻率透明，就是不吸收什麼頻率的電磁波。我們平時說透明，就是對整個可見光頻段都不吸收。

所以下面改為展開討論 吸收電磁波。

先是n和k，k要小，有答主說了。對導體，還有個電導率σ。k和σ雖然都是吸收能量，機制有不同。

對導體，用準自由電子解釋。1。 平時不透光。電磁波來回推電子，能量就被電子吸收，再被晶格吸收了。2。 當光/電磁波頻率太高了，電子跟不上了，就傻愣住了。然後電磁波能量就沒人吸收了，光就過去了，就透明瞭。所以高頻率的伽瑪射線這種都得用厚鉛板防輻射，不能用普通金屬。

對非導體，用週期性微觀結構的能級躍遷解釋。非導體，電子可以處在的能級不是連續的。要吸收光，就要有兩個能級的能量差正好等於光子的能量。理論上，從能級躍遷就能推出色散曲線，得到n和k。所以固體要全透明還挺不容易的，整個可見光譜，你的所有能級的所有能量差都不能碰上。

還有非固體的，比如氣體液體，用分子振動解釋。看分子振動的模式跟哪個頻率正好共振。共振了，就吸收了。比如我們知道臭氧對紫外線就不透明。可見光頻段沒得共振，就透明瞭。所以可見光波段避開了空氣中水蒸氣、氧氣、臭氧的吸收峰，進化是有道理的。

還有等離子體…嘛，跟生活太遠了。吸收光是整體等離子體的共振。

還有離子。hm…這個沒了解過。比如水合銅離子，在水裡和固體裡都是藍色。所以我猜應該是大型離子本身的能級躍遷？

以上固體都是討論晶體情況。還有其他答案提到，多晶體的晶相介面反射導致的不透明。

還有非晶體和雜質，可能就得一個一個分子/小範圍原子團的討論了？

真的還挺複雜的。應該需要做各方面研究的人把對各方面的解釋集合一下。

可能還有遺漏的情況。細節可能也有不嚴謹的地方。一般搞研究也不太會把所有這些情況都搞到。歡迎非民科補充情況。

2018-11-19 21:15:25

關於材料是否透明，樓上幾位大神從講的非常專業，從微觀上說，電磁波能量被分子吸收後，引起成鍵電子躍遷，或者化學鍵的振動（或搖擺），從而發生對特定波長光（電磁波）的吸收。但是吸收只是部分原因，能否透明還要看光線（電磁波）透過率，以及穿透後光線路徑是否有很大變化。

然而對於材料透明與否，或者透明程度，取決於兩點：①是否發生光（電磁波）的吸收，二是否發生光（電磁波）散射或多次反射。大部分均相材料在厚度較低的情況下是透明的，如SiO2晶體，或者玻璃；比如水（冰）是透明的，是因為水在可見光波段沒有吸收。

大部分非均相材料是不透明的，比如雪是白色的，因為雪是冰晶組成的（可以看成非均相材料，空氣冰晶混合物），有多重反射介面，光線照射至雪花表面，經過多次折射後，返回大氣中，因此雪花是白色的。

當材料足夠厚的時候，粒子漲落、微弱吸收，均會導致光線有可能發生多次散射，導致光線出現衰減，當不能穿透材料的時候，材料可以由透明狀態變為非透明狀態。如果光線穿過材料，被基材吸收，樣品成黑色，如果部分光線能穿過物體，則呈現半透明狀態。