为什么光能穿透玻璃等物质?

题目

为什么光能穿透玻璃等物质?

答案

光是电磁波,当它入射到任何介质或在介质内传输时,实际上是介质中的微观粒子吸收了它的能量,发生电极化与受迫振动,形成电偶极振子,振动的电偶极子又发出次波.光透过玻璃,其实我们看到的透过的光已经不是原来的光,而是玻璃内部微观粒子在入射光作用下发出的散射次波.由于各种介质内微观粒子振动的固有频率不同,就呈现出不同的散射特性.根据Maxwell方程组和电磁场的边值关系,可以得到光在两种介质分界面上发生反射和透射（就是折射）电场强度矢量两个分量与原入射电场强度矢量的两个分量的比例关系,光矢量就是电矢量.
玻璃是非导体,电磁波的入射不会产生自由电荷和传导电流.如果光入射于导体表面,由于存在自由电荷,其介电常数是个复数,折射率也是个复数,会对电磁波呈现强烈吸收,所以金属是不透明的.当然,这里说的导体和非导体不是通常导电不导电的理解,要根据入射电磁波的频率进行一个计算才能得到结论.对于红外光,某些半导体材料也是透明的.
普通玻璃是透明的,这仅仅指对于可见光是透明的,其在真空中的波长是400nm到760nm,当然对其中各个小的波段透过率又有不同,而对于红外光、紫外光将是部分透明甚至完全不透明的,具体各个波长的透过率数据可向有关玻璃厂商索取.透紫外的材料如石英、氟化钙、氟化镁等在210nm波长仍有较高的透过率；透红外的材料有硅、锗、硫化锌、砷化镓等.