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原子、原子核和电子的经典直径的数量级分别为10^(-10）米、10^(-15）米以及10^(-16）米，简单换算一下就可以得出，假如把原子核的直径放大到1厘米，那么按照同等比例放大后的原子直径就高达1公里，而电子的直径却只有1毫米，从这方面来看，原子确实是非常空旷，说原子内部99.999％都是空的，一点都不夸张。  既然原子内部99.999％都是空的，那为什么很多物体都不透明呢？ 我们通常会认为，电子围绕着原子核的运动状态，就像地球围绕着太阳一样一圈接着一圈地转，但实际情况却并不是这样。 根据量子力学中的“不确定原理”，电子的位置和速度不可能同时确定，它们会以一种“概率波”的方式分布在原子内部的核外空间里，看上去就好像原子核被笼罩在一团云状物之中一样，所以电子的这种分布方式就被称为“电子云”。  有了这个概念之后，我们似乎就可以做出这样的解释：因为光被原子内部的“电子云”吸收了，所以物体就不透明。但问题是，并不是所有的物体都不透明啊，比如说很多玻璃都是透明的，这又应该怎么解释呢？ 为什么有些物体是透明的？  我们通常所讲的光，是一种波长大约在390纳米和750纳米之间的电磁波，这也被称为“可见光”，所以通常意义上的“透明”和“不透明”，其实就是局限于“可见光”范围之内。 据此我们就可以推测出，假如一个物体内部的“电子云”吸收了“可见光”，它就是不透明的，反之则是透明的。具体是怎么回事呢？这就要从“能级”讲起了。 现代量子物理学认为，原子内部的核外电子只能在特定且分立的“轨道”上运动，每个“轨道”上的电子都具有特定的能量，这些能量值就被称为“能级”。  对于核外电子而言，虽然它们可以在各个“能级”之间跃迁，例如当电子吸收了能量之后，就会向“高能级”跃迁，而当电子释放了能量之后，就会向“低能级”跃迁，但是它们却不能跃迁到两个“能级”之间。 根据爱因斯坦对“光电效应”的解释，光的能量并不连续，而是分为“一份一份”的，每一份能量就是一个光子，不同波长的光，其光子的能量也是不同的，而电子一次只能吸收一个光子的能量。 将以上所述综合一下我们就可以得出，如果某个光子所具备的能量，与让某个原子内部的核外电子跃迁到更高“能级”的能量不匹配，那么该原子内部的核外电子就无法吸收这个光子的能量（因为假如该原子内部的核外电子吸收了这个光子的能量，那它就会跃迁到两个“能级”之间，而根据现代量子物理学，这是不可能发生的事），换句话来讲就是，这个光子就可以直接穿过这个原子。  因此可以说，如果“可见光”的光子所具备的能量，与某个均匀材质的物体内部的核外电子跃迁到更高“能级”的能量不匹配，那么这个物体就是透明的。 为什么要特意提到是“均匀材质的物体”呢？这是因为假如一个物体是由大量的小颗粒杂乱无序地堆砌而成，那么光就会在物体这些小颗粒之间进行大量的无序散射，从而对外表现出不透明，一个简单的例子就是，如果一块原本透明的玻璃内部出现了裂痕，那么裂痕处就不透明了。  简单总结一下 虽然原子内部99.999％都是空的，但是由于“电子云”的存在，光并不能像我们想象中的那样畅通无阻地穿过原子，总的来讲，一个物体透不透明，主要取决于其内部的核外电子会不会吸收“可见光”的光子，除此之外，还要看该物体是不是“均匀材质的物体”。 实际上，我们常见的物体基本上都不是“均匀材质的物体”，而常见的金属虽然可以认为是“均匀材质的物体”，但它们内部的核外电子又会吸收“可见光”的光子，所以在我们看来，很多物体都是不透明的。 好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见` |
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