为什么水是透明的，我们能看见水；空气是透明的，我们却不能看见空气呢？
这个问题很有意思，也很基础，但要讲明白，得从光和物质的相互作用说起。简单来说，水和空气之所以我们能“看见”它们（或者说能透过它们看见后面的东西），都是因为它们对可见光来说是透明的。但为什么感觉上对空气的“看不见”更彻底，对水却能察觉到它的存在，这是因为它们在透明度上的细微差别，以及我们感知的方式不同。
为什么是透明的？——可见光与物质的舞蹈
首先得明白，我们之所以能“看见”一个物体，是因为它与光发生了相互作用，并且这些相互作用的方式让我们能够感知到它。物体对光的相互作用主要有几种：
1. 吸收 (Absorption): 光的能量被物质吸收，转化为热能或其他形式的能量。被吸收的光的波长决定了物体呈现的颜色。
2. 反射 (Reflection): 光照射到物体表面，被弹开。镜面反射让物体看起来光亮，漫反射则让物体呈现颜色和纹理。
3. 散射 (Scattering): 光照射到物质内部的微小粒子或不规则结构上，向各个方向散开。
4. 透射 (Transmission): 光穿过物质，没有被吸收或反射太多。
“透明”意味着物质允许大部分可见光穿透过去，而没有被强烈吸收或散射。如果一个物体吸收了大部分可见光，它就会呈现不透明的黑色；如果它反射了大部分可见光，它就会呈现亮丽的颜色或像镜子一样反射周围景物；如果它强烈地散射光，它就会显得浑浊或乳白色。
水是透明的——但并非完全如此
水分子（H₂O）的结构很特别。对于可见光来说，水分子的电子结构能量跃迁所需的光能，正好处于可见光光谱之外，或者说它们对可见光频段的光吸收非常微弱。这意味着，当可见光照射到纯净的水上时，绝大多数光能够穿透水体，不被吸收也不被强烈反射或散射。这就是为什么我们能透过一杯水看到后面的物体。
但是，水也不是百分之百透明的：
微弱的吸收： 水分子本身会吸收一些非常窄范围的光，比如在红外区域，这使得厚重的水体（比如海洋深处）会呈现出蓝色。这是因为蓝光比红光更能穿透更远的距离，而红光被吸收得更快。但这种吸收对于我们日常观察的一杯水或一池水来说，是微不足道的。
散射： 如果水中有杂质（比如泥沙、藻类等），这些杂质会散射光线，使水看起来浑浊。纯净的水体内部也会有分子层面的微弱散射，但通常不足以引起注意。
折射和反射： 水的表面会反射一部分光，这让我们看到水面的反光，甚至能“看见”水面的亮光。同时，当光线从空气进入水或从水进入空气时，会发生折射，这改变了光线的方向。正是这种折射，让我们在看水中的物体时，会觉得它们的位置或形状发生了一些变化，比如插入水中的筷子看起来会弯折。我们能感知到“有水”，很多时候是因为这种折射和反射的效果，以及看到水面作为界面的反光。
空气是透明的——但我们为什么感觉“看不见”它？
空气同样是对可见光非常透明的。空气主要由氮气（N₂）、氧气（O₂）以及少量的氩气（Ar）、二氧化碳（CO₂）等组成。与水一样，这些气体分子的电子能级跃迁所需的光能也远高于可见光的光子能量，所以它们对可见光几乎没有吸收。它们也很少会强烈地散射可见光。
那么，为什么我们感觉“看不见”空气呢？
1. 极致的透明度： 相较于水，空气的“透明度”更接近于完美。空气分子非常稀疏，而且本身对可见光的吸收和散射作用比水更弱。这意味着光线几乎可以畅通无阻地穿过空气。
2. 缺乏明显的边界和折射效应： 我们感知一个物体，常常需要它与周围环境形成对比，或者有明显的边界、颜色、纹理或光影变化。
边界： 空气普遍存在于我们周围，它没有一个清晰的、固定的边界来让我们“框定”它。除非有烟雾、蒸汽或强烈的气流变化（比如热浪扭曲景象），我们很难界定空气的“边缘”。
折射： 虽然空气也有折射率（它确实会弯折光线，这是为什么我们能看到彩虹和蓝天），但空气的折射率非常接近真空（或者说非常接近1），而且它与周围环境（通常也是空气）的折射率差极小。因此，即使有折射发生，其效果也极其微弱，不容易被我们直接察觉到。不像水，它与空气的折射率差异大得多，使得水面和水中的物体会有明显的视觉变化。
散射（天空的颜色）： 实际上，我们并非完全“看不见”空气。当阳光穿过地球大气层时，空气中的氮气和氧气分子会散射阳光。这种散射被称为瑞利散射（Rayleigh scattering）。它对短波长的蓝光散射作用最强，所以天空呈现蓝色。这反而是我们“看见”空气作用的一种方式。但这种散射不是直接看到空气本身，而是看到它对光的处理结果。
3. 缺乏对比和参照： 我们通常是透过空气看见后面的物体。空气的透明性恰恰是为了让我们能够“看见”它后面的东西。如果空气本身有颜色或者是不透明的，那么我们就看不见后面的物体了。我们的视觉系统习惯性地将透明介质视为“背景”或者“通道”，除非它本身发生了一些明显的扰动。
总结一下我们感知上的差异：
水： 我们能“看见”水，是因为它的表面有反射和折射效应，我们能感知到它的界限（如水面），并且它相比空气有更明显的折射率差异，让水中的物体看起来变形。虽然纯净的水对可见光吸收很弱，但我们感知它，更多是通过它的物理形态、边界和对光线行为的改变来判断的。
空气： 空气本身极其透明，缺乏明显的边界和显著的折射变化（与周围环境比较）。我们主要“看见”空气，是通过它对光线的散射作用（如天空的蓝色、彩虹、海市蜃楼），或者是因为空气的流动（如看到树叶被吹动，或者风吹起沙尘）。如果空气纯净且静止，我们很难有直接的视觉信号来证明它的存在，除非我们去测量它。
所以，两者都是透明的，只是我们感知它们存在的方式和能力不同。我们感知水，更多是依靠宏观的物理现象，而感知空气则需要借助它对光的散射效应，或者通过间接的物理现象来证明它的存在。
为什么是透明的？——可见光与物质的舞蹈
首先得明白，我们之所以能“看见”一个物体，是因为它与光发生了相互作用，并且这些相互作用的方式让我们能够感知到它。物体对光的相互作用主要有几种：
1. 吸收 (Absorption): 光的能量被物质吸收，转化为热能或其他形式的能量。被吸收的光的波长决定了物体呈现的颜色。
2. 反射 (Reflection): 光照射到物体表面，被弹开。镜面反射让物体看起来光亮，漫反射则让物体呈现颜色和纹理。
3. 散射 (Scattering): 光照射到物质内部的微小粒子或不规则结构上，向各个方向散开。
4. 透射 (Transmission): 光穿过物质，没有被吸收或反射太多。
“透明”意味着物质允许大部分可见光穿透过去，而没有被强烈吸收或散射。如果一个物体吸收了大部分可见光，它就会呈现不透明的黑色；如果它反射了大部分可见光，它就会呈现亮丽的颜色或像镜子一样反射周围景物；如果它强烈地散射光，它就会显得浑浊或乳白色。
水是透明的——但并非完全如此
水分子（H₂O）的结构很特别。对于可见光来说，水分子的电子结构能量跃迁所需的光能，正好处于可见光光谱之外，或者说它们对可见光频段的光吸收非常微弱。这意味着，当可见光照射到纯净的水上时，绝大多数光能够穿透水体，不被吸收也不被强烈反射或散射。这就是为什么我们能透过一杯水看到后面的物体。
但是，水也不是百分之百透明的：
微弱的吸收： 水分子本身会吸收一些非常窄范围的光，比如在红外区域，这使得厚重的水体（比如海洋深处）会呈现出蓝色。这是因为蓝光比红光更能穿透更远的距离，而红光被吸收得更快。但这种吸收对于我们日常观察的一杯水或一池水来说，是微不足道的。
散射： 如果水中有杂质（比如泥沙、藻类等），这些杂质会散射光线，使水看起来浑浊。纯净的水体内部也会有分子层面的微弱散射，但通常不足以引起注意。
折射和反射： 水的表面会反射一部分光，这让我们看到水面的反光，甚至能“看见”水面的亮光。同时，当光线从空气进入水或从水进入空气时，会发生折射，这改变了光线的方向。正是这种折射，让我们在看水中的物体时，会觉得它们的位置或形状发生了一些变化，比如插入水中的筷子看起来会弯折。我们能感知到“有水”，很多时候是因为这种折射和反射的效果，以及看到水面作为界面的反光。
空气是透明的——但我们为什么感觉“看不见”它？
空气同样是对可见光非常透明的。空气主要由氮气（N₂）、氧气（O₂）以及少量的氩气（Ar）、二氧化碳（CO₂）等组成。与水一样，这些气体分子的电子能级跃迁所需的光能也远高于可见光的光子能量，所以它们对可见光几乎没有吸收。它们也很少会强烈地散射可见光。
那么，为什么我们感觉“看不见”空气呢？
1. 极致的透明度： 相较于水，空气的“透明度”更接近于完美。空气分子非常稀疏，而且本身对可见光的吸收和散射作用比水更弱。这意味着光线几乎可以畅通无阻地穿过空气。
2. 缺乏明显的边界和折射效应： 我们感知一个物体，常常需要它与周围环境形成对比，或者有明显的边界、颜色、纹理或光影变化。
边界： 空气普遍存在于我们周围，它没有一个清晰的、固定的边界来让我们“框定”它。除非有烟雾、蒸汽或强烈的气流变化（比如热浪扭曲景象），我们很难界定空气的“边缘”。
折射： 虽然空气也有折射率（它确实会弯折光线，这是为什么我们能看到彩虹和蓝天），但空气的折射率非常接近真空（或者说非常接近1），而且它与周围环境（通常也是空气）的折射率差极小。因此，即使有折射发生，其效果也极其微弱，不容易被我们直接察觉到。不像水，它与空气的折射率差异大得多，使得水面和水中的物体会有明显的视觉变化。
散射（天空的颜色）： 实际上，我们并非完全“看不见”空气。当阳光穿过地球大气层时，空气中的氮气和氧气分子会散射阳光。这种散射被称为瑞利散射（Rayleigh scattering）。它对短波长的蓝光散射作用最强，所以天空呈现蓝色。这反而是我们“看见”空气作用的一种方式。但这种散射不是直接看到空气本身，而是看到它对光的处理结果。
3. 缺乏对比和参照： 我们通常是透过空气看见后面的物体。空气的透明性恰恰是为了让我们能够“看见”它后面的东西。如果空气本身有颜色或者是不透明的，那么我们就看不见后面的物体了。我们的视觉系统习惯性地将透明介质视为“背景”或者“通道”，除非它本身发生了一些明显的扰动。
总结一下我们感知上的差异：
水： 我们能“看见”水，是因为它的表面有反射和折射效应，我们能感知到它的界限（如水面），并且它相比空气有更明显的折射率差异，让水中的物体看起来变形。虽然纯净的水对可见光吸收很弱，但我们感知它，更多是通过它的物理形态、边界和对光线行为的改变来判断的。
空气： 空气本身极其透明，缺乏明显的边界和显著的折射变化（与周围环境比较）。我们主要“看见”空气，是通过它对光线的散射作用（如天空的蓝色、彩虹、海市蜃楼），或者是因为空气的流动（如看到树叶被吹动，或者风吹起沙尘）。如果空气纯净且静止，我们很难有直接的视觉信号来证明它的存在，除非我们去测量它。
所以，两者都是透明的，只是我们感知它们存在的方式和能力不同。我们感知水，更多是依靠宏观的物理现象，而感知空气则需要借助它对光的散射效应，或者通过间接的物理现象来证明它的存在。
网友意见
水
空气
你看到的是界面，不是介质
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