铁粉是黑色,而铁块是银白色,为什么会不一样

铁粉是黑色,而铁块是银白色,为什么会不一样,第1张

粉末为黑色,纯铁为白色或银白色。如果金属元素的晶体具有一定的几何形状,它们通常是银白色的。金属在一定的条件下,它的晶体几何形状被破坏,这就是金属的黑色粉末。铁粉和铁粉的颜色因其晶体元素的几何形状而不同。铁粉没有单晶几何形状。金属元素通常是有色的。只是光学的,因为它们有不同的晶体几何,铁粉没有单一的晶体几何。这样,铁吸收部分可见光,并将其反射出表面。铁粉未被吸收的光被散射,因此可见光较少进入人眼,因此它是黑色的。

因为金属的导电性很好,当入射光的频率远小于某一特定频率时,不相信在电场能近似“穿透”金属,所以前者对后者内部激发电流和焦耳热的散射是可以忽略不计的,例如,换句话说,金属表面几乎所有的能量都被反射回来,在这个频率范围内,反射率与频率关系不大。

铁粉和铁块的区别就是漫反射和镜面反射。铁块由于表面光滑,反射光较集中,强度较强;另一方面,铁粉是由许多随机方向的微小颗粒组成的,所以反射光是无处不在的,并且局限于一个特定的角度。一般金属材料的等离子体频率远高于可见光。根据前一节的分析,此时金属对频率几乎没有偏好。入射光是白色的,反射光是白色的,在高强度下你会看到白色,在低强度下你会看到灰色甚至黑色。

金属中自由电子的海洋,称为等离子体,决定了金属对等离子频率以下光子的高反射率。大多数金属的等离子体频率都是在紫外区域,所以它们都有光泽。当然,这个过程也依赖于固体的特定能带。同时,光滑平坦的界面保证了其镜面反射特性,使人眼能观察到金属光泽。粉末是由于反射面的方向是随机的,所以抑制了镜面反射,导致反射光的方向是随机的,所以与金属光泽相比会有很多的暗淡。铁在400-700纳米的反射率约为60%,所以是灰色的。同样,我们常见的银反射了超过90%的可见光,是银白色的。

铁粉是黑色,纯铁块是白或是银白色

金属单质一般都是银白色的,当然这是在它的晶体有一定的几何形状的情况下。当金属在一定条件下时,它的晶体几何形状会被毁坏,这是金属就是黑色的粉末。铁块和铁粉的颜色不同,就是因为它们晶体单质的几何形状不同,铁粉没有单晶的几何形状。非金属单质一般都是有颜色的。

归根到最终还是光学的问题:

就是光学的原因!因为它们晶体单质的几何形状不同,铁粉没有单晶的几何形状。这样,铁块吸收一部分可见光,将另一部分可见光镜面反射了出来;铁粉没吸收完的光却被漫反射,能够进入人眼的可见光少,所以是黑色的。

铁粉主要是看内部铁的存在形式和纯度来决定颜色的,比如澳矿中含有的三氧化二铁比较多,所以颜色为棕色,国内的一些铁矿中含有的磁铁矿(四氧化三铁)居多,颜色接近黑色;纯铁的颜色是接近白色。

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