光可以用波长来划分,人眼看见的只是光的一种,叫“可见光”,所以能穿透一般玻璃的光叫“可见光”。这种可见光是波长介于390纳米到750纳米之间的一种电磁波。我们通常意义上所说的透明与不透明,都是局限于在这个波段范国内来论事的。事实上,你看上去透明的东西,如果超出这个波段的“不可见光”的电磁波,就不一定是透明的了。整个电磁波,还包括红外线、无线电波、伽玛射线、X射线等,可以穿过很多很多的固体。例如X光就是波长很短的光,连人体也可以穿透,大部分物质对X光来说都是透明的。
那么,什么决定了物质对光的作用呢,因素很多,最基本的就是物质的电子结构。物质是由原子组成的,在原子中,电子围绕着原子核转,就如同地球围绕着太阳转一样。我们知道物质原子是由原子核和电子构成的,实际上电子很活泼,可以吸收光子从而增加自己的能量。光一旦被吸收,这个物质就表现为不透明了。但也并不是什么光都吸收的,具体的选择是由量子力学规律所决定的。玻璃原子内部的电子无法吸收可见光,所以光线就直接穿透过去,因而呈现透明状。但是,玻璃也并不是永远透明的,比如说对于某些红外和紫外光线,玻璃就不透明了,因为那些光线玻璃可以吸收。另一个例子就是硅,半导体硅晶片是黑色的,因为可见光会被吸收,但是硅对大部分红外线都是透明的,可以替代玻璃。
可以把物质当成有一定网眼大小的筛子,光是各种尺寸的小球通过这个筛子,球太大不能通过,太小也不能通过,恰好在一定范围就可以。固体的原子间距、化学键长度都不过零点几个埃(A),1埃相当于0.1纳米,而可见光的波长是400到700纳米,是前者的上万倍,无论如何都穿不过去。就好象一个人要从一根头发丝宽的缝中挤过去一样,是完全不可能的。金属是一类特殊的例子。其电子结构与上面提到的大部分物质不同,存在着大量可以到处乱跑的自由电子(这也就是为什么金属可以导电的原因),所以对光的作用也不同。这些自由电子构成一片电子海洋,可以有效地反射电磁波。所以经过加工的光洁度高的金属表面,会对光线有着良好的反射,可以用来作镜子。更多的物质并不是简单的均匀材质,而是大量小颗粒的杂乱堆砌,这样就会造成对光的无序散射,外在表现就是这种物质也不透明。