水为什么是透明的?

水为什么是透明的?

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。冷时的水蒸汽是由大量的直径很小的水珠组成．在白光的照射下，光将在水珠内经过多次反射，最后从水珠中折射出来形成反射光（这种反射当然是漫反射）．由于水对光的选择吸收是在红外区，对可见光无显著吸收，因而反射光是白光，所以水汽显白色．晴天时天空的白云也是这个原因． 实际上大多数白色的物体都是由透明的粉末组成的．例如结晶食盐和食糖都是透明的，当把它们磨成细末时，显白色．蛋清是透明的，当对它搅拌，其中混人大量空气气泡时，蛋清变得不透明，呈乳白色．再如水结成冰时，冰是透明的．但当水汽附着在草上结成霜，或在空中凝为雪花飘落下来时，它们又都呈白色．这都是由于透明的微小颗粒强烈地反射白光的缘故：有一种银幕叫做玻璃珠银幕．是把透明的玻璃粉末用透明的粘合剂拌匀，然后涂敷在白色的幕布上．由于玻璃粉末的有效反射，从而提高了银幕的白度． 物体的白度还与物质的折射率有关．折射率越大，反射越强，其表面也越白．比如粉刷墙壁时，把石灰水刷到墙上时，白度很差，待千燥后，白度就好了．这是因为石灰水中碳酸钙周围介质是水，相对折射率低，干燥后，碳酸钙周围介质是空气，相对折射率提高，因而白度也增强了．

水清则透明，

冷时的水蒸汽是由大量的直径很小的水珠组成．在白光的照射下，光将在水珠内经过多次反射，最后从水珠中折射出来形成反射光（这种反射当然是漫反射）．由于水对光的选择吸收是在红外区，对可见光无显著吸收，因而反射光是白光，所以水汽显白色．晴天时天空的白云也是这个原因． 实际上大多数白色的物体都是由透明的粉末组成的．例如结晶食盐和食糖都是透明的，当把它们磨成细末时，显白色．蛋清是透明的，当对它搅拌，其中混人大量空气气泡时，蛋清变得不透明，呈乳白色．再如水结成冰时，冰是透明的．但当水汽附着在草上结成霜，或在空中凝为雪花飘落下来时，它们又都呈白色．这都是由于透明的微小颗粒强烈地反射白光的缘故：有一种银幕叫做玻璃珠银幕．是把透明的玻璃粉末用透明的粘合剂拌匀，然后涂敷在白色的幕布上．由于玻璃粉末的有效反射，从而提高了银幕的白度． 物体的白度还与物质的折射率有关．折射率越大，反射越强，其表面也越白．比如粉刷墙壁时，把石灰水刷到墙上时，白度很差，待千燥后，白度就好了．这是因为石灰水中碳酸钙周围介质是水，相对折射率低，干燥后，碳酸钙周围介质是空气，相对折射率提高，因而白度也增强了．