教育房产时事环球科技商业
投稿投诉
商业财经
热点动态
科技数码
软件应用
国际环球
晨报科学
新闻时事
信息智能
汽车房产
办公手机
教育体育
生活生物

为什么水是透明的(水为什么是无色透明的呀)

  水看起来透明,是因为它对可见光吸收的少,大部分的可见光可以透过水。
  水不是对所有的光都透明。可见光的范围
  光是粒子,也是电磁波,所以光有波长与频率,频率越高,波长越短。
  光谱图
  由上图,我们肉眼可见的自然光属于可见光,它只占整个光谱的很小一部分。可见光的波长大约在380~780nm之间,其频率范围大约为4.2×10^14~7.8×10^14Hz。可见光的光子会毫无阻碍地穿过水吗?
  光是由无数个不同频率光的能量子相互叠加的电磁波,每一个能量子都有自己的频率和波长。光子是能量子,同时也是玻色子,尽管光子极小并且没有静止质量,但它有波动的幅度,并且它是带电的。这意味着光子它射入水中之后,不会像中微子那样长驱直入,在电场的作用下它可能跟水分子中的电子相撞。
  真的会相撞吗?我们来算算:单个水分子的体积约为3 ×10^-29m³,单个水分子的直径(假设它是个圆球形)约为0.4nm,而水分子间氢键的长大约也是0.4nm。由此可见,对于波长范围在380~780nm的可见光来说,0.4nm的空隙实在是太小了,并且水分子是无序排列并不断振动,因此碰撞几乎不可避免。
  水表面分子团簇的电镜渲染图像
  上图为水表面分子团簇的电镜渲染图像,像花朵的凸起部分为电子云,其中间的凹槽为氢键。当光子与水分子相碰时会发生什么?
  水分子表面聚集着一团密集的电子云,其中电子会按照自己的能量级别(能级)在它们各自的轨道上出现,我们称这是电子的"基态"。电子的轨道并不是固定不变的,当分子受热或被光照射时,那些被照射到的电子因为受到光子的撞击而与光子发生耦合(激发态),耦合后的电子获得相应光能量子的能量后会跃迁到更高一层能级的轨道上去。
  电子云是电子瞬间可能出现的位置,并不是说它有这么多电子
  与此同时,那些到了高一级轨道的耦合电子并不稳定,它们有回落(回落也是跃迁)到原来轨道的趋势,在回落的同时,电子会向外释放一个光子,这个光子虽然与前一个耦合的光子不同,但它所携带的信息几乎与前一个光子一样。光就是以这样接力的方式不断在水中接力传输,直到重新被射出水。
  光在水中通过与电子耦合进行传递
  我们看到射出水的光已经不是之前射入水面的光了,一个直观的证据是,可见光会因为不同颜色光子所携带能量的不同,它们在水中的折射率也会不同,最终出射的角度也就区别,有时候你可以看到赤澄黄绿青蓝紫七色光被区分了开来。
  光线射出后的分色现象所有的光子都会被传递吗?
  并非如此。当一束阳光照射到水面,大约会有近10%的光子会被水面反射,剩余的有相当多光子会被水吸收。水的反射机制很复杂,并且与本文主题关联性不大,故在此略过不谈。
  我们先来看看水对光的吸收能谱:
  水的吸收能谱
  从这个吸收能谱上我们看出:紫外光波段中大部分会被水吸收;从近红外波段到中红外波段,水的吸收率升高;而到了远红外波段水的吸收率又呈现逐步下降的趋势;对于可见光,水的吸收率是最低的。
  如果我们将可见光的吸收能谱单独拿出来,就可以看到,水对紫色、蓝色和青色光的吸收率最低,这些频率的光能量子更加容易透过水,没有被水吸收的光谱相混合就是海水和泳池中的水呈现蓝色的主要原因,水越深,它就越显得蓝。而在杯子里的水你就无法分辨颜色的差别。
  水对可见光波段的吸收能谱为什么有的光子会被吸收?
  这与光子所携带的能量有关,同时也与水分子中电子的"带隙"宽度有关。水分子对光吸收的光谱称为"吸收带",以紫外光为例,当相应频率的光能量子与电子发生耦合,耦合后的电子能量不足以激发它顺利跃迁到上一能级,更不能因回落释放新的光子。激发的失败会加速原子振动,使其产生热能。
  水分子结构示意图,球体表示电子云
  我们用100nm波长的紫外线照射,可以很容易地加热水,红外光也可以加热水,这与我们将水放进微波炉里加热(微波也是光波)是一个原理,都是相应波长的光被水分子吸收并产生热能。
  小心水的暴沸现象
  (友情提醒:使用微波炉加热水后,在取出水时需千万注意,因为水被微波均匀加热,它即使到了沸点也不会翻滚沸腾。而只要你稍微摇晃杯子或将勺子放进去就会发生"暴沸",过热的水会立刻飞溅出来,有可能造成烫伤!)
  从水的吸收能谱我们还可以看出,水对所有光都存在吸收作用,只是在可见光波段以及近紫外光波段吸收得比较少,相应频率的光能量子可以更容易将电子送到它上一级导带,并在回落时发射一个光子。随着这个过程反复进行,连420nm波长的紫色光也有可能会被吸收。
  深海的海底暗淡无光,一方面是因为海水中含有许多杂质,同时也与水对光的全面吸收有关。
  海水越深,光线越弱总结:
  一、光是由无数不同波长和频率的光的能量子相互叠加的电子波,光在水中是否被吸收与光子的能量密切相关。
  二、水分子的电子被光照射时,一部分电子会获得能量跃迁到更高的能级,当耦合的电子回到基带时会发出一个光子,这个光子与前一个耦合的光子所携带的信息几乎相同。
  三、一部分频率的光能量子并不能激发电子跃迁到上一级导带,它们使水分子发生振动产生热能,同时被水吸收,水的吸收波谱与不同光子所携带的能量有关,也是水自身的特性决定的。
  四、不被水吸收的光传输到我们的眼睛里,我们就认为水是透明的。水是否透明指的是水对可见光光谱的透明,本文也主要针对可见光进行分析。
  五、为分析方便,本文中对于光在水中传输或吸收的分析全部针对纯净的水,不涉及水中可能存在的其它杂质的影响。
  过滤掉水面的反射光后,船就像是悬空了一般
  六、随着传输距离的增加,所有的可见光都将被水吸收,因此透明是有条件的。
  关于水为什么是透明的科学道理,你明白了吗?

营养与健康论文(食品营养学发展趋势)营养与健康论文(食品营养学发展趋势)如同大部分科学研究的结果一样,许多的知识由于缺乏真正的实践过程,所以一直停留在书本和口头范围,离实际运用还相差甚远。营养学更是如此!当说均衡两个营养素补充剂!(人体营养素和营养补充剂!)营养素补充剂(人体营养素和营养补充剂)营养素是机体为了维持生命及生长发育身体活动和健康,以食物的形式摄入的必需物质。通常包括宏量营养素(包括碳水化合物脂类蛋白质)微量营养素(主要包耳机煲机多久(入耳式耳机有必要煲机吗)什么是煲机呢?就是你买了心仪很久的蓝牙耳机后,取出耳机先别使用,放入煮好水的电饭煲里煲几十个小时,然后拿出来就可以使用了,哈哈哈,开个玩笑在蓝牙耳机圈里,煲机一直是一个非常有争议的为什么分红股价变低(除权后股价为什么降低)(本文由公众号越声情报(ystz927)整理,仅供参考,不构成操作建议。如自行操作,注意仓位控制和风险自负。)每年的三四月份许多上市公司都会公布年度分红预案,许多上市公司的股息率都股票分红是什么意思(分红当天为什么大跌)条条套路通罗马是一个有深度的公众号,口号是成为大家认知革新的助推器,投资思路的充电桩,文章主要涉及投资心得投资思路与方法个人的认知与思维等深度内容。如果你希望在投资过程中少走弯路学为什么资金净流入股价还跌(股价跌资金净流入)打压吸筹建仓一只股票经过长期的下跌之后,个股的成交量逐渐萎缩,市场人气逐渐减弱,同时股价越来越低此时个股的中长期市场价值又被凸显,空头力量逐渐减弱,多头力量逐渐加强,市场的人气也在股票怎么看线(股票资金线怎么看)新年新气象,和大家分享一点判断股价未来走势的方法,具体是什么方法呢?以沪指近期走势为例,如图一所示,把低点1和低点2从左向右连接便会形成一条趋势线。因为低点2高于低点1,所以将其称美国迪士尼乐园将裁员2。8万人近日有关于美国迪士尼乐园将裁员2。8万人的问题受到了很多网友们的关注大多数网友都想要知道美国迪士尼乐园将裁员2。8万人的具体情况那么关于到美国迪士尼乐园将裁员2。8万人的相关信息小新闻美国迪士尼乐园将裁员2。8万人近日美国迪士尼乐园将裁员2。8万人登录上了百度热搜,受到广大网友们的关注,那么关于目前的美国迪士尼乐园将裁员2。8万人相信小伙伴们都是想要了解到最新的信息吧,小编也是在网上进行了一新闻迪士尼乐园将裁员2。8万人近日迪士尼乐园将裁员2。8万人登录上了百度热搜,受到广大网友们的关注,那么关于目前的迪士尼乐园将裁员2。8万人相信小伙伴们都是想要了解到最新的信息吧,小编也是在网上进行了一些整理,今日山东黑埠子生姜价(生姜价格行情生姜最新价格2020)更要向未来向未知的方向迈进。大姜价格4月9日昌邑琨福市场生姜。成交顺畅,生姜价格行情走势分析,生姜价格迎上涨,农户卖货热情高涨,生姜价格走势图,大姜价格4月9日山东平度生姜价格,交
洗衣机怎么放水(新手怎么用全自动洗衣机)同事说她家卫生间不太大,买个滚筒的洗衣机,放到阳台或是厨房里面,但是从来没用过滚筒洗衣机,也不知道它排水有讲究的。现在在家每洗一次衣服家里就跟发大水式的,后悔死了!于是,我特地帮他滚筒洗衣机怎么选(滚筒洗衣机选择要点)对于当代年轻人来说,洗衣似乎也成为了一个难题。996加班脏衣服堆成山没时间洗周末休息懒得洗真丝羊绒手洗太麻烦滚筒洗衣机噪音过大影响休息,种种因素联手打击着我们洗衣服的积极性。一句话洗衣机门打不开怎么办(滚筒洗衣机门打开图解)洗衣机的结构不同,所使用的门开关系统种类也不同。滚筒式洗衣机一般采用电动门锁作为门安全系统,在滚筒式洗衣机工作时,电动门锁锁住洗衣机箱门,保证滚筒式洗衣机的正常工作。1滚筒式洗衣机什么婴儿奶粉好(幼儿奶粉哪个牌子好?)什么婴儿奶粉好(幼儿奶粉哪个牌子好?)宝宝成长过程都要从母乳喂养到断奶后奶粉喂养,妈妈们往往都在选择奶粉的关卡上被难倒,其实可以查一下中国奶粉排行榜就能知道幼儿奶粉哪个牌子好,权威婴儿奶粉哪个好(现在婴儿喝什么奶粉好)怎么给宝宝挑选出更合适的奶粉呢?这大概是各位家长育儿路上的第一个难题,可谓是费劲到头秃。其实,奶粉配料表就已经给出较多重要信息了。今天小库就教大家,怎么根据配料表上的原料来选择一款新生儿吃什么奶粉好(新生儿喝奶粉搭配什么)做奶粉测评也有一段时间,经常有宝妈评论区留言问我新生儿奶粉怎么选?今天三张阿姨挑选了10款比较热销的新生儿一段奶粉从品牌背景,奶源,奶基,营养城分等做一下测评。10款奶粉分别是a2癌症检测(防癌体检一次多少钱)癌症检测(防癌体检一次多少钱)癌症对于人们来说是生命中不可承受之重,也是很多人心中最为恐惧的存在。不过很多人为此比较放心,因为他们每年都进行体检,体检的结果也很好。但是实际上体检并3万左右的汽车(大众新款车5一8万)3万左右的汽车(大众新款车5一8万)对于很多有购车需求而又预算有限的朋友,对3万左右的车型应该比较感兴趣。这里特别推荐几款3万左右的小车参考。一五菱宏光mini官方指导价2。883大众哪些车型(大众车价格及图片8万)如果你打算用8万元左右买一台A级家轿,那可能不太会看合资品牌,印象中合资品牌A级车的价格得10万元左右。其实可以自信点,8万元可以买到合资品牌车型,而且还不错,比如接下来要说的大众钣金喷漆一个面多少钱(两个面做个钣金加喷漆多少钱)近年来,随着我国汽车工业的兴旺和人们的生活水平日益提高,国内各类汽车的销售也不断提高,车身修复的工作量也越来越大,需求也日益增多。汽车车身修复技术也从以前的敲敲打打逐渐发展到现在的钣金多少钱(塑料可以钣金修复吗)汽车的小刮小蹭常见,当汽车需要钣金喷漆时,大多数车主都会走保险,不用花钱。但有没有人想过,钣金喷漆的车维修到底花了多少钱。下面就让我们看看大约10万元左右的车钣金喷漆花多少钱。(地