科学家|光线穿透玻璃，可以理解为光子穿过了实体吗？( 二 )
从光的波动性看光线的传播
如果从光的波动性来看 ， 光作为一种电磁波 ， 在密度不同的介质中传播速度是不一样的 ， 传播速度取决于这个介质的两个常数 ， 即介电常数和介磁常数 。 如果光线接触到一个物体 ， 想要进入这个物体所创造的介质环境 ， 那么根据经典电磁学理论 ， 处在物体这个介质环境之外的介质（比如空气和水） ， 外面的电磁波所产生的电场和磁场 ， 必须要在物体介质环境下感应出相应的电场和磁场才能传播 。
那么 ， 对于金属这样的电的良导体来说 ， 在内部是根本无法形成电场的 ， 所以金属的内部很难再产生电磁波 ， 也就是失去了电磁波的存在条件 ， 所以光线在遇到金属之后 ， 极难进入其中 ， 绝大部分都会被反射出去 ， 这也是为什么金属都具有很强反射能力的根本原因 。 而对于其它一些表面非常粗糙、非匀质材料构成、对某一单色光反射能力强的物体等 ， 都会产生相应的强反射作用 ， 我们在外面看来这些物体也是不透明的或者透明度很差 。
如果从能量的角度来看 ， 电磁波是电场和磁场相互交叉式的传播 ， 那么这个波动的波峰和波谷则可以看作电场的两个峰值 。 当处在一个介质中的光线 ， 其光子被介质中的原子吸收时 ， 电子就会被激发到较高的能级之上 ， 同时有一定的几率会再释放出光子 ， 假如电磁波波函数模的平方（光子出现的概率）在传输的过程中 ， 一直呈现有极大值的趋势 ， 那么光线的能量损耗就小 ， 就能够穿透这个物体 。 相反 ， 如果在光子被吸收之后重新释放的概率很小 ， 那么波函数就无法再可持续性地延续下去 ， 也就是说波函数模的平方基本变为了0 ， 光线就无法再穿透这个物体 。
总结一下
根据前后的分析 ， 我们可以看出 ， 一方面玻璃是一种非常理想的绝缘体 ， 电磁波在这个介质中传播可以完美地再现电场产生的环境；另一方面玻璃中的原子对光线能量的吸收率很低 ， 即使被原子吸收重新释放出光子的概率也很大 ， 总能够形成波函数模的平方峰值 。 因此玻璃就显得非常透明 。 与玻璃相类似 ， 纯水结成的冰、水晶、冰糖等这样的物体 ， 也是同样的道理 ， 光线能够以较低的能量损耗穿透过去 ， 而根据光的波粒二象性 ， 我们既可以理解为是光子穿透了过去 ， 也可以认为是波穿透了过去 。
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