“原子內部 99% 以上都是空的”—— 這是中學物理課本里的常識：原子由原子核（占原子體積的千億分之一）和核外電子（圍繞原子核運動）構成，其余空間幾乎都是 “虛空”。

按這個邏輯，光應該能輕松穿過原子的 “空隙”，讓大多數(shù)物體變得透明，但現(xiàn)實卻是：石頭、金屬、木材等絕大多數(shù)物體都不透明。這種 “原子虛空” 與 “物體不透明” 的矛盾，看似違背直覺，實則藏著光與物質相互作用的深層規(guī)律 —— 決定物體是否透明的，不是原子內部的 “空隙大小”，而是光能否繞過或穿過原子的 “電子屏障”。

要解開這個謎題，首先得重新理解原子的 “虛空” 并非 “絕對真空”。

雖然原子核與電子之間的空間沒有實體物質，但存在著 “電子云”—— 這是電子圍繞原子核運動形成的 “概率分布區(qū)域”，并非像行星繞太陽那樣有固定軌道。電子云看似 “稀薄”，卻對光有著極強的 “攔截能力”，因為光的本質是電磁波，而電子帶負電，會與電磁波發(fā)生強烈的相互作用。這種相互作用，才是決定物體是否透明的核心，而非原子內部的 “空隙”。

光與物質的相互作用主要有三種形式：反射、吸收、散射，大多數(shù)物體不透明，正是因為光在與原子作用時，被這三種機制 “攔截”，無法穿透物體。我們可以從不同物質的微觀結構入手，看清這一過程的具體細節(jié)。

對金屬這類典型的不透明物體而言，“自由電子” 是攔截光的 “主力”。

金屬原子的最外層電子（價電子）不會被原子核牢牢束縛，而是能在金屬內部自由移動，形成 “自由電子氣”。當光（電磁波）照射到金屬表面時，電磁波的電場會推動自由電子做定向振動，振動的電子會釋放出與入射光頻率相同的電磁波 —— 這就是 “反射光”。

我們看到的金屬光澤，本質就是自由電子反射的可見光；同時，部分光的能量會被自由電子吸收，轉化為電子的動能（最終變成熱能，比如陽光照射下的金屬會發(fā)燙）。由于自由電子數(shù)量極多，光在進入金屬表面的瞬間就會被大量反射或吸收，幾乎沒有機會穿透原子的 “空隙”，因此金屬幾乎完全不透明。

對非金屬不透明物體（如石頭、木材、塑料）而言，“電子能級躍遷” 是攔截光的關鍵。

這類物質的電子被原子核束縛較緊，沒有自由電子，但電子存在 “不同能量狀態(tài)”（即能級）。當光照射時，若光子的能量恰好等于電子從低能級躍遷到高能級的能量差，電子就會吸收光子能量，完成躍遷 —— 被吸收的光子無法繼續(xù)傳播，這就是 “選擇性吸收”。比如紅色物體之所以顯紅色，是因為它吸收了可見光中的藍、綠波段光子，只反射紅色波段光子；而黑色物體則會吸收幾乎所有波段的可見光，沒有光子反射或穿透，因此既不透明也顯黑色。

即使光子能量不滿足能級躍遷條件，也可能被原子或分子散射（比如光遇到塵埃會發(fā)生散射），導致傳播方向改變，無法直線穿透物體，最終讓物體呈現(xiàn)不透明狀態(tài)。

與之相對，透明物體（如玻璃、水）的特殊之處，在于光與原子的相互作用被 “最小化”。

以玻璃為例，其主要成分是二氧化硅（SiO?），硅原子和氧原子通過共價鍵結合，電子被牢牢束縛在化學鍵中，無法自由移動，也難以通過 “能級躍遷” 吸收可見光（可見光光子的能量不足以讓電子躍遷到更高能級）。當光照射玻璃時，光子不會被大量吸收或反射，而是能在原子的 “電子云間隙” 中穿行 —— 雖然原子內部 99% 是虛空，但光子的傳播路徑未被電子有效攔截，因此玻璃能保持透明。

不過，玻璃對紫外線不透明，正是因為紫外線光子能量更高，能觸發(fā)電子能級躍遷，被玻璃吸收。

還有一個容易被忽視的因素：物質的微觀結構密度也會影響透明度。即使是由透明材料構成的物質，若內部存在大量微小空隙或雜質，光也會被散射，變得不透明。比如冰是透明的，但雪花（由大量微小冰晶組成，內部有無數(shù)空隙）卻是白色不透明的 —— 這是因為光在冰晶之間的空隙中不斷反射、散射，無法直線穿透；再比如透明的石英晶體，若被粉碎成石英砂，也會變成白色不透明粉末，原理與雪花類似。這說明，即使原子本身允許光穿透，物質的宏觀結構也可能通過 “多次散射” 攔截光，讓物體失去透明性。

從量子力學的角度看，光能否穿透物體，還與 “光子的波長” 和 “原子的尺寸” 有關。

原子的直徑約為 0.1 納米，而可見光的波長在 400-760 納米之間，是原子直徑的數(shù)千倍。根據(jù)波的傳播規(guī)律，當波的波長遠大于障礙物尺寸時，能發(fā)生 “衍射”（繞過障礙物傳播）—— 但光的波長雖比原子大，卻比電子云的 “作用范圍” 小，且電子與光的電磁相互作用極強，衍射效應被大幅削弱，光無法像繞過塵埃一樣繞過電子云，只能被攔截。這就像大海中的波浪能繞過小石子，卻會被防波堤阻擋 —— 電子云就是原子的 “防波堤”，即使原子內部有空隙，也能有效阻擋光的傳播。

總結來說，物體是否透明，與原子內部的 “虛空比例” 無關，關鍵取決于光與原子的 “電子系統(tǒng)” 能否和平共處：若電子能大量吸收、反射或散射光，物體就不透明；若電子對光的攔截作用弱，光能順利穿透，物體就透明。原子內部的虛空只是微觀結構的 “表象”，而電子與光的相互作用，才是決定物體光學性質的 “核心密碼”。

下次當你觸摸不透明的物體時，不妨想想：你感受到的 “實體感”，不僅來自原子的相互作用力，更來自電子對光的 “攔截”—— 正是這些微小的電子，讓光無法穿透物體，也讓我們能看到五彩斑斕的世界。原子的虛空從未消失，但電子的 “屏障作用”，讓大多數(shù)物體保持了不透明的形態(tài)，也讓我們對 “物質” 的認知，超越了 “實體” 與 “虛空” 的簡單對立。