原子空是基于粒子模型的結(jié)論,透明也是一個(gè)相對概念,重點(diǎn)是物質(zhì)能透過那種頻率的電磁波。原子直徑約為10的-10次方米。構(gòu)成原子的核與電子相比,核如同足球場上的一顆豆子,而電子更小,甚至比塵埃還微小。

一開始,人們也確實(shí)這樣認(rèn)為的。比如說,著名的“α粒子散射實(shí)驗(yàn)”就表明,原子內(nèi)部真的是一片虛空。物理學(xué)家盧瑟福最早做過這個(gè)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)很簡單,用α粒子轟擊薄薄的金箔。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,大部分α粒子都能直接穿過金箔,但也有極少數(shù)α粒子會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),有的偏轉(zhuǎn)角度甚至能超過150度。盧瑟福認(rèn)為原子有致密核心,其半徑約為10的14次方米,提出了類似太陽系的“行星模型”。波爾首次解釋了這一問題。波爾在原子行星模型基礎(chǔ)上引入了“能級”概念,認(rèn)為電子不圍繞原子核運(yùn)行,而是在不同的能級軌道間躍遷。海森堡進(jìn)一步提出“不確定性原理”,解釋了電子云的概念。但電子云概念似乎也很難讓物體實(shí)在起來,畢竟電子云可以壓縮。

另一個(gè)天才物理學(xué)家泡利提出了“不相容原理”,認(rèn)為一個(gè)能級上只允許一個(gè)電子存在,不允許其他電子存在,如果其他電子試圖進(jìn)來,就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的排斥力。如此一來,看起來軟綿綿的“電子云”一下子就會(huì)因?yàn)槌饬Ρ憩F(xiàn)得很堅(jiān)硬實(shí)在?;玖W映穗娮油?,還具有類似特性。"不相容原理"使電子相互排斥,形成電子簡并壓。在中子星形成時(shí),強(qiáng)大引力克服電子壓力,壓縮電子與質(zhì)子結(jié)合成中子。物體大多不透明是因電子吸收光子能量躍遷至不同能級。若光子未被吸收,則可穿透原子,物體則透明。金屬一般是不透明的,而且通常都有金屬光澤。主要是因?yàn)榻饘僦杏泻芏嗟教巵y串的自由電子,這些自由電子不但可以讓金屬導(dǎo)電,還能有效地反射光線,讓金屬表現(xiàn)出金屬光澤。

物體透明與否取決于光是否被電子吸收,吸收則不透明,反之透明。這些概念源自量子力學(xué)。在量子領(lǐng)域,一切都不確定。然而,這種不確定性構(gòu)成了我們宏觀世界的確定性。量子世界的奇異性讓人難以理解,如微觀粒子具有波粒二象性,至今未能解釋。