為什麼水是透明的,我們能看見水;空氣是透明的,我們卻不能看見空氣呢?


你看到的是界面,不是介質



像上面幾位答主的圖想表達的一樣,靜止的水你也看不到它,擦的乾淨的玻璃你也看不到它,運動起來有變化了通過折射反射才能分辨,比如大夏天的瀝青路面上方以及透過篝火上方空氣看對面就能看到空氣在流動啦,它既在流動又有折射率的變化~

剛剛搜了一下資料,又捋了捋思路,我想說的這個現象在日語里叫陽炎,中文不知道對應什麼

也就是局部空氣密度差別很大的情況下光的折射所產生的現象。比如我說的柏油路上方空氣和汽車排氣管口的空氣。

沒有搜到合適的圖片我就做了個小實驗

這是一杯水

下面的步驟都要注意這條黑色的縫。(只看水面下方,我們也能理解上面幾位答主圖片所表達的:只看水面下方,沒有界面的參考我們並不能分辨杯子里有沒有水,就如同我們不能分辨空氣的存在)

那麼如何才能分辨水的存在呢?

我在水中加入了熱水

注意觀察這條黑縫

這是加入熱水之前

這是加入熱水之後

應該很清楚能看到液體在流動

這樣我們就能通過眼睛分辨出水存在。

空氣也同理,實驗沒有條件做不了,但是這種現在我們都在電視上見到過,那就是------

是不是和水中加熱水一毛一樣啊~?? ( ′? ? `? ) ??

總結來說,空氣範圍很大,對於生活在空氣中的通過界面來判斷並不容易,而某些由於局部空氣密度變化導致空氣折射率變化所產生的現象還是會讓我們看到並意識到空氣的存在~??(????????)??


???


空氣


潭中魚可百許頭,皆若空游無所依


因為我們周圍基本上都是空氣。

如果我們生活在水裡,想必是可以看得到空氣的……


你看見的不是水是水和空氣的界面 反過來也是一樣的


剛學完光學來答一波ˊ_&>ˋ

因為一般而言,生活中見到的水都是由 容器 承載的。觀察者則身處 容器 之外。

容器壁若是透光的,裝有水的部分折射率不同於其他部分,看到物像的偏折你就能意識到水的存在Σ(?д?lll)就像看到礦泉水瓶你能夠判斷它是一個空瓶還是裝了水的。

如果是不透光的容器,開有一個可以讓你觀察內部的窗口(比如一個湖,湖面就是這個窗口),因為水是 液體 ,這意味著它有 「表面」 ,會反射光,即使靜態的水也看出來其與容器壁之間的區別,當然,這還需要你用常識判斷出這個容器里到底是水,還是玻璃,還是雪碧ˊ_&>ˋ

水面,即使沒有波紋,依然會反射光而不是完全透射:

而要觀察到空氣表面發生的反射意味著你必須處於折射率不同於空氣的介質中。

「為什麼空氣和水都是透明的,我們能看見氣泡卻看不見水?」——魚人

沒有容器的情況:比如在空間站中,宇航員把水擠出來玩兒,這時水本身與周圍環境的折射率不同,也會使光線偏折,這都是建立在周圍有光線的情況下,這是人能夠觀察的前提。


折射率,如果兩種介質的折射率相同,你就看不見兩者的界面,但空氣和水的折射率不同啊(空氣的折射率接近真空折射率,為1;水的折射率為1.33(還沒考慮不同溫度對摺射率的影響)),你能看見水一般都是從水與其它東西的界面看到的。如果你有一種折射率為1的水,其實你在空氣中是看不見的(這就是氣態水,學名水蒸氣。bty,冬天你哈出去的不是水蒸氣,那是水蒸氣又液化後的小水滴)。

抖個機靈:一輩子生活在水中的魚類的知乎用戶也許會問「為什麼氣泡是透明的,我們能看見氣泡;水是透明的,我們卻不能看見水呢?」


這兩個都是你的直觀感受。其實水和空氣都不能直接看到。

你仔細想想你是如何看見水的?是通過水對其他物體的折射反射,或者水中溶解的有顏色的物質看到的。你並沒有真正看到水,而是看到了這些東西。如果給你一堆完全靜止和純凈的水,你能看到嗎?你還可以通過其他感覺感知水的存在,比如觸覺。這些感覺加在一起讓你產生了對水的感覺。

而空氣也同理。你確實不能直接看到空氣,但是你利用其他方式感覺到空氣。比如比如霧霾,空氣密度改變引起的折射等等。但是對於人類來說,意識到空氣的存在卻是比意識到水的存在更加困難。因為我們生活在空氣中。只有我們通過經驗發現,沒有空氣人類不能生存的時候,我們才有可能意識到空氣的存在。


我們給空氣起了個名字,叫天。


如圖

如圖,你看到了水。

如圖,你看到了空氣

excuse me?


折射率的差異

只要顏色一樣 折射率沒差

兩種介質看不出分界


非有知友說我是抖機靈,好吧,是不是抖機靈?是抖機靈。有沒有幫助?因人而異。

那麼下面以我愛抖機靈的腦瓜發表下拙見: 排名第一的答案一張圖看得比較清楚了,在無色清澈的液體里也是看不出介質的,同樣無污染清新的空間也是看不出介質的,這是人眼的動態視力和聚焦能力難以發現空氣中的細微塵埃,還有水中的細微生物。如果人眼極致聚焦能力有顯微鏡那麼好,又有很好的動態視力捕捉能力,是可以看見空氣中的水滴和塵埃等等。這些是溶質,而溶液呢?空氣就算有顏色在沒有參照物的情況下大腦也是很難甄別的啊,你會發現今天空氣的色彩與昨天的有什麼不同嘛?你把墨水撒進水中均勻散開後也很難發現啊,你的目光依然會聚焦在溶液之後的景色中而忽略了液體的存在,誰告訴你看不見?只是被忽略了而已。那麼我們是怎樣甄別水與空氣的?有知友說光的折射?NONONO!應該是鏡面反射。同樣的問題我還可以提:為什麼空氣是透明的,我們看不見空氣,為什麼玻璃也是透明的,我們卻能看見玻璃?魚也可以提:……(為避免被認為抖機靈,省略回答)以上為我一本正經的胡說八道,以下為原答案,也就是抖機靈且沒有幫助的答案。

………………………………………………………………

有一天,我變成了魚,我發現我會飛,還能吐出好多透明的但是能看見的氣泡,我便往上游,發現上面的世界明明是沒有顏色的,但是我卻能看到。然後我在鰭乎上提了一個問題:為什麼空氣是透明的,我們能看見空氣,水也是透明的,我們卻看不見水?


你在水裡看不見水,而水面閃光的代表你看到了空氣。界面而已。


不識廬山真面目,只緣身在此山中。


不同的介質,折射率不同好吧,如果你在水裡睜眼,你就看不到水了,相反你能看見空氣


水裡看水

空氣里看空氣

空氣里看水

水裡看空氣

你所處的位置決定了你的視角…

最後,所有圖片都來源於網路,侵刪。


色差度不一樣。你在空氣中看水,是因為空氣折射率較水要小,光從水中到你眼中經過的介質有水和空氣,因為實際狀況下,水面或不平,或顏色和空氣有差,所以你能分辨出是水,但是你看空氣時,是空氣的光線到你眼中,中間無其他介質,所以你不能看到空氣,這種情況尤其在光線不足處,但是當在夏天的熾熱當空下,可以看到空氣,這是因為分子間劇烈程度很高,且空氣中有灰塵做參考,你就能看到空氣。

這個問題回答主要有兩個重點:

1.參考物

2.你看到的是實際狀況,非理想化

假設你是在一個無限大的水面上,水深度無限米,且無任何雜質,離子,就只有水分子,水面無限光滑,無波瀾,不會因你走路而蕩漾,空氣無灰塵,氣溫22℃,光照為10--30lux的無限大面積垂直水面光(就減少了影子參考)。你就分辨不了空氣和水。

以下引用光照強度:

夏季在陽光直接照射下,光照強度可達6萬~10萬lx,沒有太陽的室外0.1萬~1萬lx,夏天明朗的室內100~550lx,夜間滿月下為0.2lx。

白熾燈每瓦大約可發出12.561x的光,但數值隨燈泡大小而異,小燈泡能發出較多的流明,大燈泡較少,熒光燈的發光效率是白熾燈的3~4倍。壽命是白熾燈的9倍,但價格較高,但是一個不加燈罩的白熾燈泡所發出的光線中,約有30%的流明被牆壁、頂棚、設備等吸收;燈泡的質量差與陰暗又要減少許多流明,所以大約只有50%的流明可利用。一般在有燈罩、燈高度為2.0~2.4m(燈泡距離為高度的1.5倍)時,每0.37m2面積上需lW燈泡或1m2,面積上需2.7W燈泡可提供10.76lx。燈泡安裝的高度及有無燈罩對光照強度影響很大。


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