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機械社區

標題: 玻璃為什么是透明的？ [打印本頁]
作者: 未來第一站    時間: 2016-11-12 15:03
標題: 玻璃為什么是透明的？
玻璃實在是太常見了，以至于大多數人都想當然地認為它本來就應該是那個樣子的。但究竟玻璃為什么是透明的呢？為什么我們可以透過玻璃窗看到外面，而不是透過四周的木窗框呢？ ( t2 \4 n; h5 D) ^+ _8 Y
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　　您可能已經注意到，大多數液體和氣體都是透明的。水、食用油、外用酒精、空氣和天然氣等等都是透明的。那是因為固體、液體和氣體之間有著根本的不同。當一種物質呈固態時，分子之間的排列通常都整齊有序，彼此的聯結也十分牢固，因此物質也就非常堅硬。當物質從固態轉化為液態時，分子間的聯結強度降低，分子開始呈隨機狀態排列。而在物質汽化的過程中，您會發現分子間的聯結強度大幅減弱，分子的排列完全呈隨機狀態。1 z  r  Y5 Q  I2 w" E7 r1 j
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: t$ r0 a1 e8 B% j　　這種分子從有序排列到隨機排列的過程，就是光可以透過液體和氣體的最根本的原因。在大多數固體中，分子都排列得像是一層層整齊緊密的磚塊，因此光波無法從中透過。所以當照射到這樣的物質上時，光波會被反射、散射或吸收——一般來說，這三種情況會同時發生。但是當物質變成液態或氣態時，分子排列不再整齊，部分光波就可以從縫隙或孔洞中穿過。物質中的分子排列越是無序，光線就越容易穿過。3 n6 z( ]2 O; J9 Q+ u6 p- ?
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　　另一個影響因素發生在亞原子級水平上。組成任何物質的分子都是由許多原子結合在一起而構成的，這些原子通常帶有很多電子。當光子與這些電子發生作用時，可能會發生以下情況：4 Z6 u4 \& _  F

+ r, n* r* L* w- Q9 b　　電子吸收光子的能量并將其轉化為其他形式（通常是轉化為熱能）
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　　電子吸收并保存光子的能量（這樣會引起發光現象，儲能時間較短時稱為熒光，儲能時間較長時稱為磷光） 9 c+ J# G. U/ k
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　　電子吸收光子的能量并將其沿入射方向發射回去（反射） - G+ A( [+ R4 x$ [
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　　電子不吸收光子的能量時，光子繼續沿其路徑傳播（透過）
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　　絕大多數情況下，以上四種情況在光線照射物體時會同時發生。不同種材料中的電子吸收能量的范圍不同。例如，許多玻璃都可阻擋紫外線（UV）。這是因為，玻璃中的電子吸收了紫外線中光子的能量，但并未吸收可見光中較弱的光子能量。如果電子吸收了可見光中的任何一部分能量，那么透過的光都會帶有顏色，具體取決于吸收的是哪一種光。事實上，任何物體的顏色都是由該物質中電子所吸收的光子的能級決定的。2 \/ L( Y& a3 u  I0 }

. M. T: n- ?" y7 ^　　盡管黑曜石或松脂石玻璃可以天然形成，但一般使用的玻璃都是一種人造物質。制造玻璃的基本方法如下：
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　　最常用的制造玻璃的原料是硅石，這種原料就像海灘上隨處可見的沙子一樣普遍。 8 h. m+ B8 c% s) C; U9 R- x

% x, B" }' d3 v! u# F4 X2 \; K( z( K% U　　對原料進行高溫加熱，直至其融化為液態，然后再冷卻。得到的物質具有像液體一樣隨機排列的分子結構，同時保留了強力的聯結和固體那樣的硬度。上述是一個簡化了的流程?，F實中通常還會在其中加入可加快硅石融化的物質，以及使玻璃更堅固而不易碎的原料。對溫度、加熱時間和冷卻方法的要求都十分嚴格。
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　　在玻璃制造中用作冷卻劑的材料可使分子的排列呈無序狀態（像液體一樣），其所含電子不吸收可見光的光子能量。這就是為什么同樣是固體，但玻璃透明而木頭、金屬和石頭等都不透明的道理。( b, |* p# j* g' C0 T: y1 H
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　　另一種類似的制造方法稱為淬火，用于生產透明或半透明的塑料產品。淬火可使塑料中的聚合物（長鏈分子）以一種無規則的形式排列，使光線能夠透過。該工藝亦可應用于有機物質。透明或半透明糖果的制造過程為：將配方原料加熱，然后快速冷卻。
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　　請注意，透明的玻璃、塑料和糖果都是融化后冷卻而形成的固體。它們具有相同的工藝流程。9 t. t) m, I( j6 z4 B' k( e' b0 m- g
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　　有成千上萬的物質可以用于制造不同類型的玻璃。所能透過的光線的數量及種類取決于所用物質的類型和純度。高純度的硅石透光性非常好，只有極少量的光波會被吸收，但通常會有一部分被反射。您所見到的玻璃窗幾乎都是這樣。
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1 z9 r4 R9 M' X% w& O* q　　其他用于制造玻璃的材料可透過或阻擋特定類型的光，如紫外線甚或部分可見光。您可能見到過黑色或其他一些不透明顏色的玻璃。通常，出現這些顏色都是由于懸浮在玻璃當中的微小顆粒的存在，作用和某些液體或氣體當中的雜質一樣。玻璃的屬性也可以通過其他方法來改變，例如濾去某種特定波長的光。制造這種玻璃時，應讓冷卻的速度足夠慢，以使分子部分結晶或形成一定結構。還有一些材料因其便于塑型且具有良好的透射和/或折射性能而被用來制造玻璃，用于眼鏡鏡片和放大鏡等產品中。
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作者: 馬gege    時間: 2016-11-12 15:25
沒研究過
作者: 西門吹牛2016    時間: 2016-11-12 16:30
漲知識了
作者: 五面怪    時間: 2016-11-12 18:45
確實長知識！
作者: 天天天藍_    時間: 2016-11-12 22:09
科普文，贊一個
作者: 一展刀鋒    時間: 2016-11-12 22:48
得到的物質具有像液體一樣隨機排列的分子結構，同時保留了強力的聯結和固體那樣的硬度。  A, i5 Q; R3 }" S) {* B
透明的玻璃、塑料和糖果都是融化后冷卻而形成的固體: j) B  g5 X4 Y! q, P
作者: 小河HH    時間: 2016-11-12 22:54
這個內容不錯?？词呛唵危瑓s說不出真正的原因。
作者: 怕瓦落地2011    時間: 2016-11-13 19:29
十萬個為什么 ？？？
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作者: 702736    時間: 2016-11-14 07:38
想當然？
作者: 機械路慢    時間: 2016-11-14 09:33
我不服，金剛石結構就是十分有規則的共價鍵分子排列的，但他是透明的
作者: 702736    時間: 2016-11-14 10:11
一看就是誤導人的文章
作者: 702736    時間: 2016-11-14 10:49
關鍵不是科學的解釋，建議百度下，有科學的解釋。
作者: 穎逸扶桑    時間: 2016-11-14 11:23
光子能量吧
作者: 矛頭小子    時間: 2016-11-14 14:04
長知識
作者: universal    時間: 2016-11-14 15:32
樓主，上來這個比方就打錯了，玻璃不是晶體，這種偽科普最害人。
作者: liuhaifeng09    時間: 2016-11-14 16:54
長見識了。謝謝樓主分享了。辛苦！！
作者: 紫衣云夢    時間: 2016-11-15 10:53
了解一下，長長見識。
作者: 702736    時間: 2016-11-15 15:52
看這種文章，一眼就能看出有問題的，是平時看問題較客觀的，如還認為是看到了科普了，就是對事情的認知方法有點問題了
作者: 鑫森淼炎垚    時間: 2016-11-15 16:22
玻璃為什么很平，如何實現的？
作者: 有木有    時間: 2016-11-16 12:22
辣。?；▋簽槭裁词羌t的捏
作者: 翔客    時間: 2016-11-17 09:24
感覺說得很混亂，也許這問題太深奧了!現在科學應該還沒能確定有光子這實際存在的依據吧
作者: 天戈愛    時間: 2016-11-17 18:29
為什么



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