透明（transparency）

你可以透過一片乾淨的玻璃讀書，卻無法透過一張鋁箔，儘管兩者都又薄又是固體。透明是讓光筆直穿過、使你能清楚看見另一側的性質。光要能穿過一種材料，這材料就既不能吸收它、也不能散射它；弄懂這兩個條件何時成立，就解釋了為什麼有些固體是窗戶、有些是牆。

凡是沒在表面被反射掉的光都進入材料，接著必須熬過穿越的旅程。第一個條件是不吸收：材料的電子必須沒有任何可被可見光子觸發的能階躍遷，也就是能隙寬於約 3.1 電子伏特，如純玻璃、鑽石、藍寶石與石英。這就是為什麼寬能隙的絕緣體能透明，而金屬因沒有能隙而吸收並再反射所有可見光、因此不透明。第二個條件是不散射：材料必須光學上均勻，沒有把光彈向側邊的內部界面。單晶或玻璃能乾淨地讓光通過，但氣孔、第二相顆粒、晶界都各自把一點光改向，使本該透明的材料變成半透明（霧濛濛，能透光卻透不出清晰影像）或不透明。

這條散射規則的實用影響極廣。窗玻璃透明，是因為它是沒有晶粒的均勻非晶質固體；同樣的二氧化矽，磨成粉或發泡成氣孔，就單純因為無數的內部表面散射光而變得又白又不透明。這就是為什麼毛玻璃、雪、雲、紙與白漆全都由透明材料構成，看起來卻是白的。工程師雙向利用這點：把氧化鋁燒結成無孔而半透明，用於燈罩；或刻意加入氣孔與顏料把東西做成不透明。誠實的細節是：透明不代表隱形或無損；即使最好的窗戶，每一面也反射幾個百分比並吸收一點，而厚的或略含雜質的玻璃在長路徑上會帶點綠色調。