無緣無故變透明

黑色物質(zhì)變透明

玻璃是透明的，水是透明的。

“透明”這個詞我們都能理解，光線能夠透過的物質(zhì)就具有透明的特性。但透明的現(xiàn)象有時也很復(fù)雜，復(fù)雜得讓人瞠目結(jié)舌。例如，對于可見光來說，我們的皮肉組織是不透明的，但是對于X光來說，我們的皮肉組織就是透明的。不過，這些現(xiàn)象都可以理解，這只是說明了物質(zhì)的透明是相對的，是對于某些光線來說的。

物質(zhì)能夠吸收光，但物質(zhì)對光的吸收是很有選擇的，選擇適合它胃口的合適頻率的光線。例如，鈉會選擇吸收波長為589.0納米和589.6納米的光，對于其他波長的光則不理睬。這也容易理解，因?yàn)樵拥耐鈬娮訌淖罘€(wěn)定的狀態(tài)跳到不太穩(wěn)定的某個狀態(tài)上所需要的能量是一定的，哪種光提供這個能量，原子就偏愛哪種光。

但是，下面的情況就怪了。

589.0納米的光本來是被鈉全部吸收的，照到鈉上面，如“肉包子打狗，有去無回”，沒有任何反射和透過，在我們看來，鈉是漆一般黑。這時，用一束589.6納米的光照射鈉，再用589.0納米的光照向鈉，鈉竟然變成透明的了，看上去如一團(tuán)水晶玻璃，非常美妙。

光引誘，很神奇

也許現(xiàn)在，你已經(jīng)困惑得瞪大了眼睛：鈉本身對589.0納米的光是完全不透明的，對589.6納米的光也是完全不透明的，在兩種光照射下，也應(yīng)該是完全不透明的才對啊，怎么會變得透明起來？肯定是操作者做了手腳，變了個我們還不知道的戲法！

事實(shí)上，并沒有人變戲法，而是物理世界的一種效應(yīng)在逗你玩，這種效應(yīng)叫“電磁誘導(dǎo)透明”。至于是如何誘導(dǎo)的，下面用比喻的方式來形象地解釋一下。

就像鈉一樣，許多物質(zhì)的原子最穩(wěn)定的狀態(tài)有兩個，一般情況下，可以采取措施，讓原子們都處于一種狀態(tài)下。然后給鈉589.0納米的“肉包子”（光子）吃，吃了肉包子之后，鈉原子的外圍電子會獲得能量，從“地面”（最穩(wěn)定的軌道）跳到“房梁上”（較高能量的軌道）。一般情況下，跳到房梁上的電子還會釋放出能量，再回到地面，但這須要等待，須要條件的激發(fā)，并不是哪個電子想回到地面就能回去的。在這種情況下，繼續(xù)投來589.0納米的“肉包子”，就會激發(fā)房梁上的電子吐出589.0納米的能量，回到地面。

但是這時，如果給鈉投來589.6納米的“肉包子”，也不會引誘電子們回到地面，因此，這589.6納米的光是沒有被吸收的。可畢竟589.6納米與589.0納米很接近，對于電子們來說，589.6納米的“肉包子”還是有吸引力的，于是一些電子想回到地面來吃肉包子，又礙于自己能量較高，無法回到地面。于是一些自私的電子就偷偷將一點(diǎn)能量扔給其他電子，想通過這種方式降低能量，但卻無濟(jì)于事，只是高度降低了一點(diǎn)，而其他電子由于接受了一點(diǎn)能量而使高度升高了一點(diǎn)，于是這原本都在房梁上的電子們就分成了兩撥，一撥吊在房梁下面，一撥懸在房梁上面，誰也下不來。

更糟糕的是，這時，再投來589.0納米的“肉包子”，也無法激發(fā)房梁上下的電子們釋放能量，回到地面了。這些電子們上也上不去，下也下不來，只能眼睜睜地看著投進(jìn)來的589.0納米的“肉包子”徑直穿堂而過，真是“自作自受”。589.0納米的光無法被鈉吸收，而是徑直穿過，鈉就因此變得透明了。

上面整個過程是說，在特定的光引誘下，電子們較高能量的軌道會稍有改變，由原本的一條軌道，分成了能量接近的上下兩條軌道。由于軌道能量改變了，電子們吸收光的能量也相應(yīng)發(fā)生了改變，于是原本能被物質(zhì)吸收的光就不會被吸收了，而是徑直穿堂而過，看上去，物質(zhì)就是透明的了。

沒有光引誘，也可以透明

下面要講的是科學(xué)家的一個戲法。

如果把鈉放進(jìn)一個被鏡子包圍的空間中，然后用589.0納米的光去照射，鈉會把光全部吸收。但如果持續(xù)用589.0納米的光照射，鈉也會逐漸變得透明起來。這是為何？我們并沒有用另一束不同的光去誘導(dǎo)，鈉怎么也會變透明呢？

上文已經(jīng)說到，鈉有兩種最穩(wěn)定的狀態(tài)，因此鈉原子可以放出589.0納米的能量回到穩(wěn)定狀態(tài)，也可以有少部分原子放出589.6納米的光，回到另一個穩(wěn)定狀態(tài)。而這589.6納米的光在鏡子間來回跳躍，一次次照射鈉，就制造了上述光誘導(dǎo)的效果。于是，不用第二束光誘導(dǎo)，只須把鈉放進(jìn)鏡子包圍的空間中，照樣可以讓鈉逐漸變得透明起來。

本文只是以鈉為例，其實(shí)很多物質(zhì)都存在電磁誘導(dǎo)透明的現(xiàn)象。想一想，這種現(xiàn)象會有什么用途呢？相信科學(xué)家會為其找到用武之地。