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为什么光可以透过玻璃 光为什么能穿透玻璃?

光为什么能穿透玻璃

光能分解任何的物质分子的结构,能穿透很多的物质比如x射线就穿透人体。玻璃是一种物质密度很高,高密度物质就容易被光所穿透,不仅是玻璃,玉器玛瑙钻石等都容易穿透(包括液体)。

光是电磁波,当它入射到任何介质或在介质内传输时,实际上是介质中的微观粒子吸收了它的能量,发生电极化与受迫振动,形成电偶极振子,振动的电偶极子又发出次波。我们看到的透过玻璃的光已经不是原来的光,而是玻璃内部微观粒子在入射光作用下发出的散射次波。

扩展资料

通常所说的光指的是可见光,波长大约在200~900纳米范围,而不可见光范围就广了,比如,我们光纤通讯常用波长在纳米左右。

任何波长的光所经过的介质要么反射,要么吸收,要么透射光,主要是光与电子的作用。人类之所以能看见物体,也是因为这个物体能反射特定颜色(波长)的光,或者这个物体本身就是发光的光源,因此世界有了颜色和明暗。

光穿过玻璃的本质,是可见光这种波,在玻璃上同时发生反射、吸收和透射的情况下,因玻璃对可见光的透射率较高,故大部分可见光波透射过玻璃,并在人的视网膜上投影,从而被人感知。

参考资料来源:百度百科-光

为什么光可以穿透玻璃?

在光学里,透射是一种物质容许光波穿越的性质。在这穿越的过程中,一部分入射的光波可能会被物质吸收。

例如,一个蓝滤光器,因为吸收了红波长与绿波长的光波,看起来是蓝色的。假若用白光往蓝滤光器照射过去,透过的光是蓝色的,因为红波长与绿波长已被蓝滤光器吸收了。

透射系数和透射率(透射比)是电磁波穿越一种表面或一种光学元件的一种测量值。透射系数可以用波的振幅或强度来计算。

透射率(英语:Transmittance)指透射波与入射波的功率比,透射系数(英语:transmission coefficient)是透射波与入射波的振幅比。

普通玻璃的成分主要是二氧化硅(SiO2,即石英,砂的主要成分)。而纯硅土熔点为摄氏度,因此制造玻璃时一般会加入碳酸钠(Na2CO3 ,即苏打)与碳酸钾(Potash,K2CO3,钾碱),这样硅土熔点将降至摄氏度左右。但是碳酸钠会使玻璃溶于水中,因此通常还要加入适量的氧化钙(CaO)使玻璃不溶于水。

对可见光透明是玻璃最大的特点,一般的玻璃因为制造时加进了碳酸钠,所以对波长短于400nm的紫外线并不透明。

如果要让紫外线穿透,玻璃必须以纯正的二氧化硅制造,这种玻璃成本较高,一般被称为石英玻璃。纯玻璃对红外线亦是透明的,可以造成数公里长,作通讯用途的玻璃纤维。



常见的玻璃通常亦会加入其他成分。 例如看起来十分闪烁耀眼的水晶玻璃(铅玻璃)是在玻璃内加入铅,令玻璃的折射系数增加,产生更为眩目的折射。 至于派热克斯玻璃(Pyrex),则是加入了硼,以改变玻璃的热及电性质。 加入钡亦可增加折射指数。 制造光学镜头的玻璃则是加入钍的氧化物来大幅增加折射指数。 倘若要玻璃吸收红外线则可以加入铁,放映机内便有这种隔热的玻璃。 玻璃加入铈则会吸收紫外线。

在玻璃中加入各种金属和金属氧化物亦可以改变玻璃的颜色。 例如 少量锰可以改变玻璃内因铁造成的淡绿色,多一点锰则可以造成淡紫色的玻璃。硒亦有类似的效果。少量钴可以造成蓝色的玻璃。 锡的氧化物及砷氧化物可造成不透明的白色玻璃,这种玻璃好像是白色的陶瓷。 铜的氧化物会造成青绿色的玻璃。以金属铜则会造成深红色、不透明的玻璃,看起来好像是红宝石。 镍可以造成蓝色、深紫色、甚至是黑色的玻璃。 钛则可以造成棕黄色。微量的金(约0.001%)造成的玻璃是非常鲜明,像是红宝石的颜色。 铀(0.1%至2%)造成的玻璃是萤火黄或绿色。 银化合物可以造成橙色至黄色的玻璃。

改变玻璃的温度亦会改变这些化合物造成的颜色,但当中的化学原理相当复杂,至今仍然未被完全明解。

为什么光线能透过玻璃?

玻璃在结构上属于原子排列不规则的无定型结构,跟晶体相对,晶体是原子规则排列的定型结构。这个差别在于,玻璃是各向同性,就是说各个方向的物理化学性质在宏观上相同,因为其原子排列在微观上杂乱无章,导致了宏观上的统计结果的同性;而晶体是各向异性,不同方向性质不同。各向同性导致的结果之一是,光线在通过该物质的时候,总能有合适的通路可以使其通过(杂乱无章另一方面也说明了存在各种排列的情况,总有一种符合光通过的条件);而晶体则不同,仅有某个特定的方向可使光线通过,而且由于一般的物质都不是由单一的晶体组成,而是多晶体,这就使得可让光线通过的通路成为一条曲折的路线,于是直线传播的光线便不能通过。现实中的单晶体主要是宝石,因此宝石也有一定的透光性。但是不像玻璃那样。
一般的液体在结构上也是无定型的,因此像水也是透光的。事实上,玻璃的原子排布形式在晶体学上叫“玻璃态”,而玻璃态的物质同时也被成为“过冷液体”。我们知道,一般晶体物质在到达其凝固点时会结晶。这个结晶的过程实际上包括两步,一是原子不再可以随处运动,而是被固定在一定的位置上,二是原子的排布由不规则排列转变为规则排列。而玻璃态的物质在这时候只经历了第一个过程,而原子不规则的排列的状态则被“冷冻”了下来。玻璃和液体的原子排列方式实际上是一样的。
以上是对这个问题的一般的分析,实际的问题还要更复杂,因为以上的情况都是比较理想化的理论抽象,实际的情况得具体看物质内部的原子分布情况而定。就像物质不可能完全纯净一样,物质的结构也不可能完全单一。晶体内部也可能有玻璃态,玻璃态内部也有局部的晶态。

相关专题: 玻璃 穿透