日常生活中，我們能夠看到很多固體物質(zhì)，你有沒有注意到，有些固體是透明的，有些是不透明的，還有一些是半透明的。比如說玻璃是透明的，鐵是不透明的，而某些玉石是半透明的。

為何會這樣？為何有些固體透明，有些不透明？透明的本質(zhì)到底是什么？

我們需要從微觀世界開始了解透明的本質(zhì)，首先就是光，光到底是什么？

如今我們知道，光其實(shí)就是一種電磁波，具有波粒二象性。按照量子力學(xué)的詮釋，光子就是光量子，或者說能量子，光就是能量。

電磁波的能量是量子化的，并不是連續(xù)的，只能一份一份地傳播。接下來我們來說說什么是固體。

我們都知道，物質(zhì)是由原子組成的，原子包含原子核和核外電子，核外電子擁有一定的軌道，而且是分層的。最外層的電子可以構(gòu)成共價(jià)鍵來連接原子。固體物質(zhì)的共價(jià)鍵可以將原子很緊密地連接起來，不太容易移動位置，所以我們會看到固體物質(zhì)。

同時(shí)固體可以分為晶體，非晶體和準(zhǔn)晶體，簡單講，晶體的分子分布很有規(guī)則，而非晶體內(nèi)部的分析排列混亂無序。準(zhǔn)晶體屬于金屬互化物。

那么光子可以直接穿過固體嗎？

日常生活經(jīng)驗(yàn)，肯定能穿過固體。早晨的第一縷陽光每天都會穿過家里的玻璃，但事實(shí)果真如此嗎？

我們看到的未必是真相。

光子很小，但也“很大”，因?yàn)楣獠粌H僅是粒子，也是波，光是有波長的。

光的范圍很廣，廣義上來講，所有的電磁波都可以稱為光。不過一般情況下我們所說的光指的是可見光，可見光在電磁波譜中的范圍非常窄，波長被限制在380-780納米之間。

雖然原子結(jié)構(gòu)中，原子核和電子都非常小，大部分空間都是虛空，但這并不意味著原子核周圍真的是“空無一物”。為什么？

因?yàn)殡娮硬⒉皇抢侠蠈?shí)實(shí)地圍繞原子核運(yùn)轉(zhuǎn)，而是會呈現(xiàn)出“電子云”形態(tài)，位置非常不固定，隨機(jī)出現(xiàn)在原子核周圍的某個(gè)位置。

所以，對于固體物質(zhì)來講，留給光的縫隙都很小，這意味著光在穿越固體物質(zhì)的時(shí)候，大概率會撞擊到粒子上。撞擊的結(jié)果有三種，反射，散射或者直接被吸收。

而我們看到太陽光直接穿過玻璃照射到家里，其實(shí)照射到家里的光與窗戶外的太陽光可能不是一個(gè)光子。這里需要了解一下光到底是如何穿透固體的。

原子最外層的電子通常是比較活躍的，很容易與外界物質(zhì)發(fā)生作用，比如說光量子進(jìn)入電子的軌道，就可能與電子發(fā)生耦合作用。

此時(shí)的光子已經(jīng)不再是單純的光子了，而是一種全新的耦合狀態(tài)。這種狀態(tài)不僅寫到了光子的信息，還有固體本身的信息屬性。不同的固體攜帶信息的能力方式都會有一定的差異，所以我們會看到某些固體對某些頻率的光并不透明，當(dāng)然也有某些頻率的光折射率會更高。

當(dāng)光子與電子的耦合態(tài)即將飛出物體物質(zhì)時(shí)，就會解開然后發(fā)射出光子。發(fā)射出的光子信息與之前的光子很像，但并不是一個(gè)光子。

那么，為什么有些固體物體不透明呢？

其實(shí)這里牽扯到電子躍遷。并不是所有的光子都會與電子發(fā)生耦合作用。因?yàn)殡娮訐碛胁煌哪芗?，也就是軌道。最靠近原子核的是基態(tài)，外面的是激發(fā)態(tài)能級?；鶓B(tài)是最穩(wěn)定的軌道，電子都有躍遷到基態(tài)的趨勢。

電子只能在不同的能級之間躍遷，而不能位于兩個(gè)能級之間。這意味著電子吸收或者釋放的能量必須是一個(gè)整數(shù)的倍數(shù)，而不能是任意值。如果光子的能量恰好等于兩個(gè)能級的能量差，光子被吸收，電子就會發(fā)生躍遷，這時(shí)候固體就表現(xiàn)出不透明。

相反，如果光子能量與不同能級的能量差不匹配，電子就不會發(fā)生躍遷，光子不會被吸收，表現(xiàn)出來就是透明。

而很多金屬導(dǎo)體，原子外面擁有很多自由電子，光子碰到這些電子時(shí)，大部分都會被反射出去，只有一小部分被吸收。相當(dāng)于光子都被阻擋了，所以大多數(shù)金屬都是不透明的。

總之就是，一個(gè)物體是否透明與光有很大關(guān)系，光的能量越高，也就是頻率越高，從而輕易穿過物體，就是透明的。

我們所說的透明都是相對于可見光而言的，可見光的能量相對較弱，所以很多不透明的物體，比如說鐵，在更強(qiáng)的電磁波面前，比如說伽馬射線，鐵也是透明的。