还原铁粉为什么是黑色？铁粉为什么是黑色

这是2002年我上高中时写的，化学问题，我用物理知识解释的。以下是全文

在人民教育出版社网站上搜到一个关于“为什么铁块是银白色，而铁粉是黑色”解释的提示：

把玻璃敲碎，研磨成粉沫，观察它的颜色，就可以知道答案。

玻璃的粉沫是白色。按这样的思路，就是因为玻璃是透明的，密度远大于空气，所以光从空气进入玻璃或者从玻璃进入空气都要发生折射。尽管玻璃被研磨成粉沫，但粉沫的颗粒仍是透明，而且形状不规则，从而，当光照射时，发生复杂的折射、反射，没有被吸收，也无法正常通过粉沫，这一过程等效于白纸的漫反射，所以玻璃粉沫是白色，而玻璃是透明的。

按这样的思路：铁块不透明，它的粉沫也可能不透明，同时它是形状极不规则，所以当光照射时，进去的光无论怎么反射都出不来，所以是黑色。

这也是我咨询老师得到的答案。不过有一个老师说：目前，还没有人能解释这个现象。

我认为应该这样解释：

先看一个实验。

实验目的：测微波炉里微波的波长。

实验器材：三根长度分别约为1厘米、4厘米、10厘米的铅笔芯，木块，微波炉。

步 骤：将三根铅笔芯插在木块上，放进微波炉，打开电源开关。

现 象：一会儿，4厘米的那一根发红了。

结 论：此微波炉里放出微波的波长最接近4厘米。

原 理：波的共振。

这里是电磁波与导体内自由电子的共振，即当在空间某一位置，一根棒状导体相对某一方向上的等效长度，与在这一方向上传播的电磁波的波长相等时，导体内的自由电子就会与这束波发生共振。这时电子在导体内做以一半导体长度为振幅的振动，这样就形成了方向不断变化的电流，从而电磁波的信号就转化为电信号。

天线就是用这样的原理制造的。当然，我们平时见到的天线很复杂。比如收音机，决定它天线的固有频率的因素不仅仅是天线长度，更主要的是其内的可变电容，这里不展开讨论。

下面做一个思想实验，来推导我的结论：

在暗室里，用一张白纸，上面放一根长度与蓝色光波长相等的铁丝，用蓝光垂直照射。因为这时铁丝的等效长度与蓝色光的波长相等，所以铁丝中的自由电子就会与照射到它上面的光波发生共振。自由电子就会在铁丝中以一半铁丝长度的为振幅的振动，形成方向不断改变的电流，从而光波的能量就转化为电能；由于铁丝有电阻，又使电能转化为了热能，从而铁丝就放出我们肉眼看不见的红外线。如果照射强度加大，也会使铁丝烧得发红，放出红光。

以共振的方式可以100%吸收光波的能量。如果这片蓝色光照射的区域放满了这种小铁丝，那么所有的蓝色光都将被吸收，转化为热能，从而这片区域也由原来的蓝色转变为黑色。这与上面天线原理相同。从宏观上看，一堆长度和可见光波长差不多的铁丝看上去就是一堆铁粉。

将上面实验的对象推广：因为铁粉颗粒的形状极不规则，所以会形成无数多的、天然的固有频率与可见光的频率相同的“小天线”，从而铁粉能吸收可见光，因此我们看到的铁粉都是黑色。而铁块的尺寸远大于光波波长，不能吸收光波，只能反射，从而呈银白色。

以此类推，其它金属的这种属性也可以这样解释。而且只能这样解释。`

这是延伸思考，也得到证实

2017年大象公会里的文章。我一开始用的是金和铜，最后为了扣题，用回了铁，都一样能实现。