本
文
摘
要
首先,“透明”指的是用人的眼睛看是透明的,人的眼睛只能看到可见光,因此我们把光的范围锁定到可见光区。
然后,可见光区涉及的分子运动包括:电子相对于原子核的运动(电子能级)和一点点的原子核在其平衡位置附近的振动(振动能级),下面仅用电子能级来讨论。普及一下原子消耗可见光的方式:原子最早处于基态,吸收可见光的光子后跃迁到激发态,然后激发态的能量被辐射或非辐射的途径消耗掉,最终原子回归基态。玻璃的主要成分是二氧化硅,可见光的能量不够激发其电子能级跃迁,它需要更高的能量(紫外光),因此玻璃吸收的可见光很少。
第三,对可见光的吸收少并不能说明玻璃为什么透明,因为白纸吸收的可见光也少,它就不透明。在光学中,“透明”是允许光穿透的属性。光穿透的越多,这个东西就越透明。因此,我们还需要考虑玻璃对光线的透过率,反射和散射。
在玻璃的制造过程中,在原子和分子尺度上,多晶结构的二氧化硅逐渐转变为均匀的非晶结构。因此,玻璃不再具有反射和散射光的微晶晶粒,具有高透光率,这种结构使玻璃具有透明性。
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