【科普之声】为什么金子会泛金光？黄金为什么能够呈现美丽的金色光泽

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常言道“是金子，在哪里都能发光”，意指有优秀才能的人不会被轻易埋没。我们也经常用“金灿灿”或“黄澄澄”来形容金子的光芒，而用“雪花银”来描述银子。黄金为什么能够呈现美丽的金色光泽，为什么其他金属难以呈现黄金的颜色呢？

黄金和白银因为稀有和特殊的表面光泽而深受人们青睐，金银在很早就被作为珍贵的装饰品，古埃及法老的面具和古希腊贵族的盘子都是用金银制作的。

古代人很早就认识到金属的反光特性，他们据此制作了镜子，从此看清楚了自己的容貌。古埃及人最早采用铜制成镜子，中国古代铜镜也被广泛使用。古罗马人最早制作了玻璃镜子，其背面反光涂层主要采用铅，因此照起来是灰蒙蒙的。后来威尼斯人发明了现代镜子，玻璃背面涂层是水银和锡的合金，反光能力大大增强。如今照镜梳妆已经成为人们日常生活中的一部分。不过，从物理角度来看，黄金白银真的可以“发光”吗？

事实上，黄金和白银等金属材料并不会自发产生光，人们之所以能看到金属的光泽主要是因为金属的“反光”能力特别强。我们知道，光的本质是电磁波，当光线入射到固体材料表面时，会被表面形成的等离子体震荡吸收，因此一方面光线射入固体表面存在一定的深度极限，另一方面不同频率的光被固体吸收的量不同。对特定材料而言，小于一定频率的所有电磁波将被表面完全反射而无法进入材料内部。材料的等离子体截止频率和内部自由电子数相关。金属属于晶体，其内部主要存在金属离子和大量可以自由运动的电子。由于金属的自由电子浓度很高，所有可见光均被金属反射，所以金属总是亮晶晶的。

大部分金属材料是银白色或银灰色的，其他如金显黄色，铜显赤红色，铋显淡红色，铯显淡黄色，铅显灰蓝色。尽管纯净的铁和锰显银白色，铬显银灰色，但因铁矿石表面通常覆盖着一层黑色的四氧化三铁，而且锰及铬主要应用于冶炼黑色的合金钢，因此铁、锰和铬三种金属及其合金被归类为“黑色金属”。黑色金属以外的其他金属及其合金统称为“有色金属”。不同的金属之所以有不同的颜色外观，主要是因为其表面等离子体截止频率不一样，导致反射的光频率不同。比如黄金主要反射的是黄光，白银则反射所有可见光，因此黄金就显得“金灿灿”的，而白银是“白花花”的。

文章来源：科普中国网

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