几个光学问题我知道X射线穿透能力强,那为什么能穿透镜子不被反射呢,能不能结合物质结构分析一下,每种物质是不是有一个反射的波长临界值呢?另外还问一下,比如红色玻璃是真的只能透过

Question

几个光学问题
我知道X射线穿透能力强,那为什么能穿透镜子不被反射呢,能不能结合物质结构分析一下,每种物质是不是有一个反射的波长临界值呢?
另外还问一下,比如红色玻璃是真的只能透过红光,其他波段一律反射还是怎么回事?照例说波长更短的应该能通过啊.

Answer 1

X射线穿透能力强只是说比紫外、可见、红外等比它波长更长的光的透射能力（用透过率表示）更强.一切电磁波与物质作用时,反射、吸收和透射现象是同时存在的（实际上还有散射、荧光、热效应等现象共存）.镜子对可见光的反射率也并非楼上说的那么大,有相当部分被吸收了,透过的几乎没有.镜子能够高效反射可见光,而x射线能有效穿透镜子中银镀层的原因很复杂,跟原子间隙有一定关系但远非这么简单,银层的厚度达到比方数十厘米,x射线照样几乎不能穿透（几乎被全部吸收）.其中微观的过程如有兴趣可补充问题.
每种物质是不是有一个反射的波长临界值呢?由上可知这个绝对的临界波长不存在,对于相同厚度相同表面光洁度的不同材料,如果规定一个反射率比方1%为标准（低于该标准我们认为不反射）,那么这个波长临界值是存在的.
红色玻璃是真的只能透过红光,其他波段一律反射还是怎么回事?
这又是一个比较复杂的问题.先简单说一下,透过光与反射光通常波长分布是类似的,与吸收光的波长存在互补关系,而不是透射光和反射光之间互补.例如某种玻璃可吸收500-550nm的光,那么仅是该部分的光被大量吸收了,其它部分的光将有一部分被反射,另一部分透过（简单起见可以认为透射和反射的波长相同,仅强度不同）.对于这个例子就是400-500,550-760nm之间的光很少被吸收大部分被反射和透射.绝大部分的吸光材料（颜料）仅对某个狭小波段的光具有强烈的吸收作用,比方一般的红色玻璃仅吸收大量其补色光,即绿色.而其他波长的光透过或被反射.透过光中仅没有绿色（其它五种都有）,眼睛看起来就是绿色的补色,即红色.这是人眼的一种生理机能（可理解为错觉）.
“照例说波长更短的应该能通过啊”你提的这个疑问很好,但与X射线穿透能力强并没有直接的联系.要解释还是要从吸收说起,任何物质中电子的能量都是不连续的,只能位于某些特定的能级,当光照射到物质时,如果光子的能量恰好等于某个电子能级差,该光子就可能被吸收,这个光子就再也没有了.物质中的能级分布是确定的,吸收波长也就是确定的.其它波长一律被反射或透射.由于更复杂的原因一般物质吸收的波长往往靠在一起形成一个吸收带（典型宽度数十纳米,有些物质可以在可见区形成几个吸收带,但没有任何物质可以将所有的可见光同等程度地吸收）,处于吸收带之外的光都容易透过或反射.在此前提下,并且其它因素都相同时,才谈得上波长更短的透过能力更强.对于可见光区,光的波长相差不是很大（最大最小不足2倍）,因此这一因素比较次要.只有当比较例如可见光和x射线时（波长相差好几个数量级）,差别才大.