Question

为什么水是透明的？

Answer 1

这是水本身的性质。水对所有色光都不吸收也不反射，色光穿过水时不遇任何阻拦，所以水看起来就是透明的。

简单说来，一种固体物质既不吸收也不散射光，那么这种物质看起来就是透明的。

纯硅对光具有极强的吸收力：这是因为纯硅中的电子吸收了可见光而实现了能级跃迁。固体的电子结构可以解释为何金属闪闪发亮，纯净的金属之所以反射而非透射光，是因为其中充斥着大量的自由电子，而这些电子会将入射光再反向辐射出去，于是就挡住了那些想一直向前的光线，也就防止了透射。

在人的肉眼看来是均匀的材料，实际上是由许多很小的晶畴组成，这些晶畴间的边界被称作晶界，如果晶界间的距离比可见光的最短波长还小（换句话说，如果材料的折射率是均匀的，对光线透射并无阻碍），那么，这种物质看起来就是透明的。每个晶界都会散射通过它的光线；可是，如果晶畴足够小的话，光波实际上就可以从它们上面直接跃过去。

由二氧化硅和一些杂质组成的玻璃并不是真正的固体。更准确地说，它是一种过冷液体。玻璃内并没有晶界存在，因此它看上去是透明的。相比之下，固体二氧化硅（砂子）里则存在明显的晶界，因而它是不透明的。水对于可见光中各种波长不同的光线（指红、橙、黄、绿、青、蓝、紫）散射作用（指光束在媒质中前进时，部分光线离原来方向而分散传播的现象）的强弱不同，对于波长短的（如绿、青、蓝等）其散射作用远比波长长的光（如红、橙色）的散射作用强。再加上散射作用的强弱与光程的长短也有关。在水层较浅时，可见光中各种波长的光几乎都能透过，散射作用也不显著。因此，水是无色透明的。