金属失去最外层电子后，形成了金属离子，而自由电子游离于原子之间，被多个金属离子共同吸引，形成了金属键。

自由电子和与金属正离子之间形成的相互作用，是使金属单质具有其金属性的关键。

好了，理解了金属的共性，现在我们来说一下什么是透明。

当照射到原子时，电子会吸收电磁波的能量，电子会跃迁到更高或者更低的能级上去。

电子跃迁可能会发生两种情况：

1 电子跃迁到比初始能级(基态）更高的能级，并吸收能量。

2 电子跃迁到比初始能级更低的能级，并释放能量。

然而我们知道一个事实，电子的能级是量子化的，就是只能按整数取值，而不可能连续的吸收能量。 否则，这个世界上所有的物体全部都是黑色的，因为所有电子都会不断地吸收能量。

因为量子化的取值，电子只能在固定的几个轨道之间跃迁，这就导致了，不同的入射光子能量之间会有不同的结果产生。

1 光子能量不足，完全无法使电子跃迁，光子穿过原子

2 电子吸收了光子能量，电子跃迁到跟高的能级，处于不稳定的激发态，然后电子又跃迁回较低的能级，并释放出电磁波

理解了上面的模型就能理解大部分物体的颜色是怎么形成的了。通过上面的原理，我们可以知道以下事实：

1 物体的透明度实际上是相对的，和光子的能量( $h\nu$h\nu )有关，对于能量特别低的无线电波，大部分物质都是透明的。 对于特别高能的X光，大部分物质也是透明的。

2 光子的能量恰好等于电子能级之间的能力，电子被激发，然后迅速释能量形成新的电磁波。 新形成的电磁波在物质中间传播，最终形成入射光，反射光。

当一定频率的光恰好被吸收，物体就有了颜色。

理解这一点非常重要，实际上大部分对可见光透明的固体，并不是光子毫无阻碍的通过固体，而是光子使电子激发后形成的新光子在固体中传播，最终透出固体。新形成的光和入射光有一定的时间差。

所以，固体的宏观结构也会影响透明度。

有了以上的知识，我们终于可以来理解为什么金属是不透明的了。

从上面的知识我们知道， 固体的透明度取决于电子能级。

对于共价键中的电子，因为电子被两个原子所共同拥有， 电子能够受激发的能带很窄。

而对于金属，由于金属中有大量的自由电子，所以自由电子有着很宽泛的能级，几乎可以吸收大部分可见光的能量。

金属单质中的自由电子海洋，可以吸收全部可见光的能量，然后迅速释放出光子，形成反射光。

自由电子海洋完全阻挡了可见光，所以金属一定是不透明的。

如果想让金属透明怎么办？ 很简答，想办法限制住这些自由电子就可以了。

比如，使金属氧化，形成共价键，并且使金属氧化物以非晶体形式存在，那么大概率这种物质是透明的。

确切地讲是透明的东西都不导电，导电的东西都不透明。

当然可以预料到有人会说：不导电无非是你的电压不到位，不透明无非是你做的不够薄。这种极限化思维虽有一定的长处，但在分类学问题中却显得幼稚可笑，因为将所有事物都分类进一个筐子里是没有任何意义的。

回到整体，我们来一步步解释开头的两个命题。

众所周知，光是一种波，而导体一般都是固体（当然有人会讲食盐的水溶液也能导电，但我们仅在此讨论狭义上的导体，即导电的固体）。那么这个问题就会被转换为一个波在固体中运动的问题。也就是如果这个波在该固体中是无损耗前进的，那么其就是透明的，若是有损耗的，那么其就是非透明的（当然这个损耗要排除热损耗）。

我们知道，固体并不是纯中性的，其间包含着正负离子对。离子对的运动在横波和纵波的模式下是不同的，我们先来说纵波情形。

如图，在同一个半波长中，由于电场方向相同，同种离子运动方向相反，而在相邻半波长内，异种离子运动方向相同，这就会导致波节处有电荷堆积，产生一个内建电场（橙色箭头）对抗着正负离子的移动，离子最多可以在一个半波长内运动。

反之对于横波来说，虽然也存在同一个半波长中，由于电场方向相同，同种离子运动方向相反，而在相邻半波长内，异种离子运动方向相同，但因为离子对运动方向和波前进方向不同，因而不会产生内建电场，阻碍离子对的运动。

在小学二年级我们已经学过，因为有一个和位移成正比的弹力存在，所以物体会发生振动。离子对也是一样的，除了晶格本身的弹力之外，纵波比横波多了一个额外的弹力（内建电场），因此根据童年学到的公式， $\omega =\sqrt{k/m}$\omega =\sqrt{k/m} 我们可以知道，横波的角频率是要小于纵波的角频率的。

定量的结果需要我们根据二年级学到的黄昆方程得到，在此我们就不做推导，直接给出结果

$\frac{\omega_纵^2}{\omega_横^2} = \frac{\epsilon(0)}{\epsilon(\infty)}$\frac{\omega_纵^2}{\omega_横^2} = \frac{\epsilon(0)}{\epsilon(\infty)}

其中 $\epsilon(\infty)$\epsilon(\infty) 是振动频率无限快时的介电常数，而 $\epsilon(0)$\epsilon(0) 是振动频率为零时的介电常数。也就是说固体中存在两种振动模式，在外界电场变化较慢时，其更接近纵波，因为电荷移动速度可以跟得上电场变化速度，及时形成内建电场，反之电荷移动速度跟不上内建电场的话，那么其传播模式就更接近横波。

定性的讲，电荷移动更快（导体），电场变化越快（高能射线）其就更有利于横波传播，反之就越有利于纵波传播。

当然以上讨论的是本征振动，电磁波在固体中传播可以看作是一个受迫振动，频率可设为 $\omega$\omega . 受迫振动存在些非平凡的结论。比如说我们的介电常数应该要写为：

$\epsilon(\omega) =\epsilon(\infty)\frac{\omega_纵^2 - \omega^2}{\omega_横^2 - \omega^2}$\epsilon(\omega) =\epsilon(\infty)\frac{\omega_纵^2 - \omega^2}{\omega_横^2 - \omega^2}

这个曲线分为两支，左上侧为横波支，右下为纵波支。但值得注意的是存在一段负值区间 $[\omega_横,\omega_纵]$[\omega_横,\omega_纵] 。众所周知折射率 $n = \sqrt{\mu\epsilon}/c$n = \sqrt{\mu\epsilon}/c 。也就是在电磁波频率在负值区间内折射率是虚数，这对应着该电磁波进入固体后迅速衰减，无法透过。这就是为什么我们不讨论特别薄的情形，因为这个衰减是指数的。

也就是说，对于固体来说高频电磁波是透明的，低频也是透明的，反而仅有一段区间电磁波是不透明的。这也是为何其他人评论提到，对于高频X射线金属是透明的，对于低频远红外射线，金属也透明。对于金属来说的话，无它单单是因为内建电场可以很快建立，所以这个负值区间特别大而已。

当然凡事皆有例外，导电玻璃嘿嘿露出大牙。

事实上，金属锗对红外线是透明的。