为什么玻璃是透明的，而金属不是？
首先，我们得明白，光是一种电磁波。当我们说“透明”的时候，意思就是可见光能够穿透一个物体而不会被大量吸收或散射。而“不透明”则意味着光要么被完全吸收，要么被强烈反射。
玻璃：让光自由穿行
玻璃，通常是二氧化硅（SiO₂）的无定形固体，但也可以是其他多种氧化物的混合物。它的透明性，关键在于它的电子结构和原子排列方式。
1. 电子的束缚状态： 在玻璃的分子结构中，构成玻璃的原子（主要是氧和硅）之间的电子被紧密地束缚在各自的原子核周围，或者说，它们处于一种“高度束缚”的状态。这些电子需要吸收相当大的能量才能被激发到更高的能级，也就是脱离原子核的束缚，形成自由电子。
2. 能量的“禁带”： 电子的能量并不是连续的，而是存在一些允许的能级和一些不允许的能级，这些不允许的能级之间就形成了一个“禁带”（band gap）。对于玻璃来说，这个禁带非常宽。可见光的光子能量（光的能量单位）相对于这个禁带宽度来说是比较小的。这意味着，可见光的光子没有足够的能量去激发玻璃中的电子跨越这个宽的禁带，进入可以自由移动的状态。
3. 光子的“不匹配”： 当可见光照射到玻璃上时，由于光子能量不足以引起电子跃迁，光子就不会被吸收。相反，它们会以非常小的程度被散射，大部分能够直接穿透玻璃，或者说，在玻璃的原子间隙中以极小的损失传播。你可以想象一下，光子就像一个人，而玻璃的电子就像一个需要很高门槛才能跨过的障碍。可见光的光子能量太低，这个障碍对它们来说太高了，所以它们过不去，也就不被吸收。
4. 散射的微弱性： 虽然玻璃在宏观上看起来很光滑，但从微观上看，它并非完美无瑕，原子排列也不像晶体那样规则，存在一些微小的密度涨落。这些微小的缺陷会导致光发生散射。然而，玻璃的散射能力通常非常弱，不足以让光线变得模糊不清，所以我们仍然可以看到对面清晰的物体。而且，玻璃的折射率相对均匀，这也有助于光线的定向传播而非无序散射。
金属：光子的“盛宴”与“捕获”
金属，比如铁、铜、金等，它们之所以不透明，甚至常常闪闪发光，也与它们的电子结构息息相关，但与玻璃的情况恰恰相反。
1. 自由电子的海洋： 金属的独特之处在于它拥有大量的“自由电子”。在金属晶体中，最外层的价电子不再束缚在某个特定的原子上，而是形成了一个遍布整个金属晶体的“电子海”或“电子云”。这些电子几乎可以自由地在金属内部移动。
2. 极小的禁带或零禁带： 金属的禁带非常非常窄，甚至可以看作是零禁带。这意味着，即使是能量很低的光子（比如可见光的光子），也足以将电子从一个能级激发到另一个可以自由移动的能级。
3. 光的吸收与反射： 当可见光照射到金属表面时：
吸收： 光子很容易激发金属中的自由电子。这些电子吸收了光子的能量，从低能级跃迁到高能级，从而导致光的能量被吸收。
反射： 被激发的电子在极短的时间内会跃迁回原来的低能级，同时将吸收的能量以光子的形式重新释放出来。由于金属内部有大量的自由电子，这些重新释放的光子会向各个方向传播。在金属表面，大量的重新释放的光子会形成定向的反射光，这就是为什么金属会显得闪亮。同时，由于大部分可见光的光子都能被激活这些自由电子，导致可见光会被强烈吸收和再发射（反射），所以我们无法透过金属看到后面的东西。
4. 不透明性： 金属对可见光的吸收和反射能力非常强。光子一接触金属表面，就几乎立刻被吸收并被自由电子重新发射出来。这个过程非常高效，以至于光无法穿透金属的表面层。你可以想象，金属就像一个充满了高尔夫球手的练习场，每一束光球（光子）进来都会立刻被一个高尔夫球手（自由电子）抓住并重新打出去，无法穿过这个练习场。
总结一下：
玻璃透明是因为它的电子被紧密束缚，可见光的光子能量不足以激发它们，所以光子大多能穿透而不会被吸收。
金属不透明是因为它拥有大量自由电子，可见光的光子能量足以激发这些自由电子，导致光子被吸收，然后在金属表面被重新发射（反射）出来，无法穿透。
这种差异就好比给两个人一条河流。给一个人的河流很宽，需要很大的力气才能跳过去，而给另一个人的河流很窄，轻轻一跃就能过去。玻璃的电子就是需要很大力气的“跳跃者”，而金属的电子则是轻易就能“跳跃”的。可见光的光子能量，就是这个“力气”。
网友意见
这个问题在固体物理方面的课上专门学过。不过时间久远，早就不干这行了，有些术语都忘记了，我也只能做点定性方面的解释。
首先，先明确几个基本概念。
（1）光是绝对“穿”不过任何固体的。
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挤过去。再者可见的宏观物质，厚度最少都有几十或上百微米，是可见光波长的上千倍。也就是说，上面那个人不但要挤一根头发丝宽的缝，还要这样挤过去至少一公里远，不可想象吧。
既然如此，那么为什么有的固体还是透明的，光到底是怎么穿过去的呢？其实这就是第二概念：
（2）从外面进入固体的光、固体中的光、从固体出来的光根本不是一个东西，只是看起来很像而已。
上面知道，固体中的原子是很密的，而且每个原子都有几个外层电子（价电子——比较活跃、容易跟外界发生作用的电子），一旦光进入固体，马上会被这些外层电子吸收，光子跟电子之间发生一种复杂的耦合。同时呢，固体晶格（原子点阵）具有一些特定的集体振动模式，这些模式所对应的‘准粒子’叫做声子（所谓准粒子是物理学家为了便于分析问题而创造的一类概念，准粒子就是一个筐，什么东西都可以往里装）。声子也可能跟光子发生耦合。无论是光电耦合还是光声耦合，实际上就是产生了一些新的运动模式，也就是一些新的准粒子类型。也就是说，固体中的光，早已经不是光子了，而是光子与电子或准粒子的耦合态。实际上，光必须附身于准粒子的上面才能在固体中传播。这些准粒子代表了固体本身的固有属性，因此有的固体适合于光的传播，有的固体就不是适合光的传播。当耦合态传播到出射面，还要能解开耦合，光子就会释放出来。在耦合过程中，入射光的一些属性并没有丢失，最后还能在出射光中体现出来，所以入射光和出射光看起来很像。
（3）透光（折射现象）需要三个环节：光的吸收，光的传导，光的发射。反射现象实际上是固体不具有传导光的条件，光刚被吸收就又被发射出去了。很多固体都能吸收光，但发光就不一定了。本来吸收和发射是一对可逆过程，为什么不对称呢？因为不发光的固体吸收光子之后，光子的能量很快就转化成了热运动，热运动遵循热力学第二定律，所以是一个不可逆的过程，热运动的能量不能自动转化为光能。而电子吸收或发射光子的跃迁则是可逆的。所以，固体的电子结构决定了它的发光性质。
（4）电子本身没有结构（内部的微观结构），但是一堆电子在一起就有了结构（能量的分布结构）。单原子的电子有能级结构，分子中的电子有化学键结构，众多原子或分子构成的晶体中的海量电子有能带结构。有了能带结构，光就能把电子从下面的能带激发到上面的能带上，光子本身被电子吸收了；同时，上面能带的电子有回落到下面能带的趋势，下落过程中就是释放特定能量的光子。光子的能量决定了光的颜色，而光子的能量取决于能带的间隔，能带的间隔（能隙）是固体的固有属性。一般来说，只有半导体具有适合吸收和发射可见光的能隙。因为可见光（400到700纳米）的能量相当于1.8到3.1个电子伏特，绝缘体的能隙太大了，已经对应于紫外部分了，而且能隙越大，固体中的活跃电子越少，绝缘体几乎没有活跃电子。前面知道，没有电子的参与，就不能发射光子。导体呢，分两种情况。简单金属的能带结构很简单，导体的费米能级处在能带之中，电子跃迁主要发生在费米能级附近很小的能量范围内，因此是远离能隙的，并不是导体没有能隙，而是即便有能隙，电子也去不了那么远的地方。过渡金属的能带会稍微复杂一些，在有些情况下，费米能级会穿越上下能带（能带可不是一条直线，而是复杂的空间曲面，费米能级可以看作是一个球面），下能带最顶的电子比上能带最低的电子的能量还高，这个时候，上下能带的电子交换主要不是靠光子，而是靠声子，是动量空间的跃迁，而不是能量空间的跃迁，光子的动量跟声子相比，根本没法比。所以，导体的发光很弱。半导体中，光子导致的电子跃迁基本都是垂直跃迁，因此多数发生在直接能隙的半导体，极少发生在间接能隙的半导体。
先说这些。
首先，光是电磁波的一种，是波长介于390纳米到750纳米之间的电磁波。我们通常意义上说的透明不透明，都是局限于这个波段的。事实上，你看上去透明的东西，对于超出这个波段的电磁波，就不一定是透明的，反之亦然。举个例子，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。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。这其中涉及到固体物理学的基本原理，包括固体的能带结构和带间跃迁，带内跃迁等等。这里就无法展开叙述了。这样我们也就知道，为什么有些物质是透明的。比如玻璃等等，其电子由于量子力学限制无法吸收可见光，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，玻璃就是不透明的，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。
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），所以对光的作用也不同。这些自由电子构成一片电子海洋，一般称为plasma。Plasma可以有效地反射电磁波。所以金属就表现出对光线的良好反射，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。比如岩石，木头，纸张，墙上的涂料等等。
限于篇幅，很多细节就无法一一展开了，如果大家对某类物质有特别的兴趣，我们可以专门讨论。
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