玻璃是透明的吗？可见光为什么呈现不同的颜色？光速为什么不变？

这些天因为北京疫情防控，工作没那么忙，终于闲下来有时间思考下一直在苦思冥想的问题，几个关于光的疑问:玻璃是透明的吗？可见光为什么会呈现不同的颜色？光速为什么不变？（光速不变定理:在任何惯性参照系中观察，光在真空中的传播速度都是一个常数c，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变）

首先要明确几个基本概念，光是由于原子最外层电子受激发产生的，光具有波粒二象性，光电效应和光的干涉衍射实验已经证明这一点，简单来说光是一种十分渺小的振动着的粒子（这种渺小的微粒时常泯灭在电子云里）。

再查下下光速的定义:光速是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。从这个定义上来看，光速并不是指一个光子从A点位移到B点的移动速度，而是光子激活振动状态的传递。

读到这儿我们可以试着解释一下光速为什么不变？

情景①:在牛顿经典惯性运动参考系中，一人甲静止站在A点水平向前开了一枪，其子弹射出速度Vo，旁观者乙也相对于A点静止，乙看到一种现象:一颗子弹以Vo的速度从A点射出到达终点B。

第二次甲坐在速度V1匀速行驶的汽车上，到达A点的时刻水平向前开了一枪，虽然对于甲来说两次开枪子弹的弹射出膛速度都是Vo，但是乙看到另一种现象:一颗子弹以Vo+V1的速度从A点射出到达终点B。

情景②:有趣的地方来了，这一次我们把甲手中的枪换成手电筒，甲静止站在A点水平向前打开手电筒，乙看到:一束光以光速c从A点射出到达终点B。

同样的甲坐在速度V1匀速行驶的汽车上，到达A点的瞬间打开手电筒，乙看到同样的现象:一束光以光速c从A点射出，而不是c+V1的光速到达终点B。

现在我们分析下①②两种情况的区别:情景①中甲发射出的是子弹，子弹从起点A位移到了终点B。

情景②是光源手电筒激发的光子振动状态从起点A传播到终点B,而不是手电筒中的光子从A位移到B。

也就是说在手电筒打开的瞬间，光速的传播已经脱离了原来的惯性参考系，它的传播速度c只取决于传播介质中光子共振的固有属性（或许光的传播不需要介质这句话是错误的，真空中可能是光子的海洋，只是光子和暗物质人类目前的没有足够精密技术可以探测出来）。相对于观察者乙而言，光源的运动只会带来红移和蓝移的多普勒效应，而不会影响光子振动状态的传播速度。

说到这儿不知你是否理解了光速不变定理，我们再回到题目看可见光为什么呈现不同的颜色，玻璃是透明的吗？

可见光顾名思义是人类眼睛所能看到的光，既然有可见光就有不可见光红外光和紫外光，这涉及到人类视觉的形成原理:当视网膜受到光照时，视杆细胞外段膜盘上的视紫红质在光量子的作用下发生光化学反应分解为视蛋白和视黄醛。

光速c=波长λ*光子振动频率f；

光子能量E=普朗克常量h*光子振动频率f

之所以呈现不同颜色取决于光子振动频率，只有特定频率的光子振动才能激活视紫红质的光量子共振从而带来一系列生化反应。

不同频率的光在视网膜上发生了光电效应，人类视网膜有三种不同的视锥感光色素，分别可以和波长为450纳米(蓝光)、525纳米(绿光)和550纳米(红光)形成共振激发强烈的生化反应从而形成颜色视觉。（以下是自己的推断:光子既然有粒子属性，红光和紫光的光子大小是不同的，不同大小的光子具有固有振动频率，同样的电子也有大小之分，某个特定大小的电子与某个特定大小的光子可以发生谐振，表面看起来是电子吸收了某种特定振动频率的光子。引力、电磁相互作用力、弱相互作用力、强相互作用力四种宇宙中的基本力产生的本质都是共振的趋同）

至于玻璃是不是透明的，我想这个问题就很简单了，想必大家都知道一个常识透过玻璃晒太阳晒不黑，也无法达到促进钙吸收的目的，这是因为玻璃虽然透过了可见光，却吸收了紫外光，对于紫外光而言玻璃是不透明的。