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玻璃實在是太常見了，以至于大多數(shù)人都想當(dāng)然地認為它本來就應(yīng)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？
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/ K* ^# z$ Q6 D 您可能已經(jīng)注意到，大多數(shù)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(dāng)一種物質(zhì)呈固態(tài)時，分子之間的排列通常都整齊有序，彼此的聯(lián)結(jié)也十分牢固，因此物質(zhì)也就非常堅硬。當(dāng)物質(zhì)從固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)時，分子間的聯(lián)結(jié)強度降低，分子開始呈隨機狀態(tài)排列。而在物質(zhì)汽化的過程中，您會發(fā)現(xiàn)分子間的聯(lián)結(jié)強度大幅減弱，分子的排列完全呈隨機狀態(tài)。& @; \3 N, b7 o
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5 N* H) u, U1 W: _0 X' ^ 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(shù)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(dāng)照射到這樣的物質(zhì)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(fā)生。但是當(dāng)物質(zhì)變成液態(tài)或氣態(tài)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(zhì)中的分子排列越是無序，光線就越容易穿過。
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" G H6 h6 K5 i8 n& d: c) L 另一個影響因素發(fā)生在亞原子級水平上。組成任何物質(zhì)的分子都是由許多原子結(jié)合在一起而構(gòu)成的，這些原子通常帶有很多電子。當(dāng)光子與這些電子發(fā)生作用時，可能會發(fā)生以下情況：
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" N6 `4 H( A3 M* C- ]6 `: G 電子吸收光子的能量并將其轉(zhuǎn)化為其他形式（通常是轉(zhuǎn)化為熱能） ( U& U; h7 S# E
9 j6 v( H7 B) P" L8 _! r& c" I- t 電子吸收并保存光子的能量（這樣會引起發(fā)光現(xiàn)象，儲能時間較短時稱為熒光，儲能時間較長時稱為磷光）
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電子吸收光子的能量并將其沿入射方向發(fā)射回去（反射）
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電子不吸收光子的能量時，光子繼續(xù)沿其路徑傳播（透過） ' Y% y. C! ?" Z
y; b3 Q% Y/ u* F9 B. G+ u D 絕大多數(shù)情況下，以上四種情況在光線照射物體時會同時發(fā)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(zhì)中電子所吸收的光子的能級決定的。
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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(zhì)。制造玻璃的基本方法如下：5 m5 H' W( B; g3 {$ x9 N: y; I
+ ~ Q. _( J5 o8 q% G3 A) a+ l 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。 5 O' v0 I; ]$ j% T
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對原料進行高溫加熱，直至其融化為液態(tài)，然后再冷卻。得到的物質(zhì)具有像液體一樣隨機排列的分子結(jié)構(gòu)，同時保留了強力的聯(lián)結(jié)和固體那樣的硬度。上述是一個簡化了的流程。現(xiàn)實中通常還會在其中加入可加快硅石融化的物質(zhì)，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。 : G9 P* Z* p5 t% d3 E! q
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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(tài)（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。
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# u2 K( H. M& \- I; Y* C 另一種類似的制造方法稱為淬火，用于生產(chǎn)透明或半透明的塑料產(chǎn)品。淬火可使塑料中的聚合物（長鏈分子）以一種無規(guī)則的形式排列，使光線能夠透過。該工藝亦可應(yīng)用于有機物質(zhì)。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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: q. w+ O4 W% z: B& U5 F 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。. R J$ z- P/ ~/ x* K, f
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有成千上萬的物質(zhì)可以用于制造不同類型的玻璃。所能透過的光線的數(shù)量及種類取決于所用物質(zhì)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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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(xiàn)這些顏色都是由于懸浮在玻璃當(dāng)中的微小顆粒的存在，作用和某些液體或氣體當(dāng)中的雜質(zhì)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(yīng)讓冷卻的速度足夠慢，以使分子部分結(jié)晶或形成一定結(jié)構(gòu)。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(chǎn)品中。' H4 \. F6 W# Z( G% d3 J- X
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發(fā)表于 2016-11-12 15:03:59
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沒研究過
發(fā)表于 2016-11-13 19:29:03
