这个问题的前提都是原子的内部空间十分空旷，我们先说下这个想法是否正确，然后再分两个部分回答「物体为什么不透明？」和「我们为啥为啥对物体有触感？」

原子内部是否空旷

首先，原子内部几乎是空旷的空间，这个想法在现在看来并不正确。我们这样认为的原因是将电子，中子和质子视为一个个小球，而电子像行星一样围绕着太阳公转，在我们刚接触原子理论的时候，看到的大多数原子模型都是这样的，但对目前来说这是错误的。实际上，这些“亚原子粒子”并不是字面意思上的粒子，也不是波。它们都具有特有的量子性质，具有波粒二象性，但并不是其中的任何一个。这样导致的结果就是这些粒子没有固定的大小和位置，而是以概率方式“散布”在整个原子空间。也就是说，原子的空间不是空的，电子会尽可能地占据最低能态的位置，并且布满整个空间。

为什么大部分物质不透明？

光是量子粒子，其波长比原子大一千倍。因此，光不能“进入”任何原子，只能与原子最外层的电子相互作用。这与原子内部是“空”还是“满”没有太大的关系。

物质是否透明以及物体具有什么样的颜色，取决于光子如何与该材料原子中的最外层电子相互作用。如果光子携带的频率（能量）没有被外部电子吸收，那么大部分光子就会直接通过原子。这就是为什么X射线可以穿透人体，窗外的风景可以透过玻璃的原因，仅仅取决于射向物体的光子是否被吸收的问题。

在我们生活中的无线电波只是波长更长的光，并且可以穿透大多数常见的材料。但是和所有的量子粒子一样，频率和相互作用是几率具有一定的概率性。即使某些频率的光子很少会被物质吸收，但随着物质厚度的增加，那么光子被吸收的机会也会变大。这也是为什么无线电信号无法穿透地下深层的原因。下面说第二个问题！

为什么物质会占据空间？

其实第二个问题还牵扯到了另外一个概念，为什么物质会占据空间？或者说为什么两个物质不能同时占据同一空间？我们在日常生活中所能看到的所有物质都是由质子、中子、电子构成的，这些都属于费米子。沃尔夫冈?泡利阐述的泡利不相容原理，指出两个或两个以上相同的费米子不可能同时占据一个量子系统中的同一量子态。因此原子并不会因为库仑力塌缩，物质才会占据空间。

那么，为什么我们会感触到物体呢？

在物理学中没有“触摸互动”这么一说。我们只有四个相互作用力：引力，电磁力以及强和弱相互作用。引力仅在非常大的尺度上才占主导地位，而核力之所以称为核力，是因为它们的作用范围实际上受制于核大小的数量级，比原子小了数千倍。

因此，我们现实中除了引力将我们控制在地球上以外，能感觉到的大多数事物都是电磁力的原因。从视线到气味，神经活动，身体化学，细胞新陈代谢甚至触觉都只是变相的电磁相互作用。那么什么是“触摸”？

如果我们将手指移动到某个物体附近，起初不会发生任何事情。原子总体上是呈电中性的。我们不会感觉到直接的静电排斥或吸引。但是，手指移动到与原子本身大小相当的距离，我们就会感受到静电排斥力。

物体原子和手指原子的电子云开始相互排斥。由于原子核还被电子云屏蔽，因此一个负电荷的物质与另一个带负电荷的物质非常接近。经典的静电学告诉我们，原子之间将存在排斥力。

固体物质是由许多原子紧密联结而成。如果我们的手指推动顶层原子，则下面的所有的原子都将受到推力。这就是为什么固体物体会有固体的感觉。而气体原子结合的非常松散，我们可以轻易的把气体原子推开，所以气体对我们的感触非常非常小。

所以我们从来没有真正接触到任何一个物体的原子。皮肤和物体之间总是有最小的距离，在这个距离上，静电排斥力非常强，足以刺激我们皮肤下的神经末梢，让我们感觉像是在触摸物体。

原子是一个巨大空旷的物质，原子核占据了原子总质量的99.95%。但是核外电子并不是类似与地球绕太阳一样的圆周旋转。

而是以概率形式出现在原子核周围，科学家用电子云模型描述电子在原子核外的分布。

所以说原子看似是空的，但是并不空，核外空旷地带都是电子的“家”。如果以电子大小的空间为单位，那么电子就有无数个家，不能因为电子某一刻不在某一个“家”里，就认为某个“家”是无人区。

我们生活中现在看到的可见光其实是电子辐射出来的电磁波。

电子要是只是沿着某一轨道运行，那么就不会辐射光子，一旦电子改变轨道能级就需要能量的参与。

电子的能量释放是以光子形式体现出来的，光子的能量为E=hv。

我们以电子从高轨道能级到低能级举例

当电子以受激辐射或者自发辐射的形式移动到低能级时，他会改变发射的电场，这种“波浪形”的变化以固定速度—光速传播下去。

事实上，原子并没有大小，理论上原子的轨道可以延伸到无穷远。

并不是所有光子都无法穿越宏观物质

光子都有波长，波长越大的光子，频率越小，能量就越小。

可见光遇见一面墙会被吸收再释放，这就是反射，这时候被吸收光子的频率和被释放光子的频率不一样了，我们就会认为可见光无法穿越墙。

可如果光子的频率更大呢？比如携带高能量的X射线，伽马射线。如果遇见物质阻挡，它们直接可以剥离核外电子，然后强制穿越。

医院的X射线拍CT就是这样的原理。

我们平时说的物质并不是单一的原子，而是由无数个原子组合在一起的宏观物质，这些原子核外的电子充斥在整个空间。可见光逃离由无数个电子构成的超级电子云系统在概率上几乎为0

而光子波长越长，能容易被电子吸收，它们没有能量对抗电子云。而只有高能光子可以“聚集”能量来击垮电子（剥离），使其逃离原子壁垒。

为什么我们可以摸到物质？

前面已经说了，虽然原子绝大部分空间是虚空的，但空虚的空间在下一刻就有可能出现电子。宏观物体的最外层是由不同原子的电子组合在一起构成的化合键。当我们用手摸物体时，其实并没有接触到这个物体。

而是手掌外层的电子与物体的电子发生电场作用。最外层的电子式是相互排斥的。这种电场力反应在神经上就是触觉。

01

世界是由原子构成的

如果有一天，因为某种特别的原因，人类所有的科学知识都丢失了，只有一句话可以传递给后代，那么如何才能用最少的语言来传递最多的信息呢？那么这句话一定是原子的假设（或者说原子的事实）：

所有的物体都是有原子构成的，这些原子是一些小小的粒子，它们不停的运动着，当彼此略微离开时相互吸引，当彼此过于拥挤时相互排斥。

这就是我们物理学中的“分子动理论”。

02

原子的大小

原子的大小有多大呢？

我们看一滴水，表面是非常光滑的。

当我们把水滴放到最好的光学显微镜下去观察，大概可以放大2000倍左右，这时我们依旧只能看到光滑的表面——这说明，我们远远没有达到水分子的线度。

再让我们继续放大，依然是2000倍，这时的水滴已经向一座大楼那么大了，此时我们会发现水滴的表面已经不再光滑了，而是像人头攒动的火车站或者演唱会现场。

为了看清楚，我们继续放大250倍——这样，我们就一共放大了10亿倍。

此时，我们已经可以看到明显的小球了：有两种类型的小球，一种小一点，一种大一点；大一点的小球的两侧各连接着一个小一点的小球。这种一大两小的组合我们称为水分子。大的小球是氧原子，小的小球是氢原子。

一个原子有多大呢？

原子的半径一般为1×10^-10m~2×10^-10m，1×10^-10m我们称为1埃，所以一个原子的大小约为1埃到2埃。

有一个简单的方法，可以记住原子的大小。苹果和原子的比例，就像地球和苹果的比例一样。

03

原子内部的结构

原子并不是最小的物质粒子，它也是由结构的。

电子的发现

组成原子的一种重要粒子是电子，1897年由英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆生在研究阴极射线时发现。

电子的发现让人类认识到原子是可分的，至于原子的结构是什么，还有待研究。

最初汤姆孙提出葡萄干布丁模型，认为原子中大部分是带正电的物质，就像一个布丁，电子就是布丁上点缀的葡萄干。这个模型最终被德国科学家卢瑟福推翻了。

核式结构

卢瑟福提出了原子的核式结构，被我们沿用至今。

原子的大部分质量是集中在原子中心位置的一个很小的区域内的，这个区域被称为原子核。电子就是在绕着原子转动的。

04

原子核有多大呢？

原子的大小是1埃，原子核又有多大呢？

原子核极小，直径在10^-15m~10^-14m之间，体积只占原子体积的几千亿分之一，在这极小的原子核里却集中了99.96%以上原子的质量。

原子核的密度极大，核密度约为10^17kg/m3，即1立方米的体积如装满原子核，其质量将达到10^14t，即1百万亿吨!

如果原子有房间那么大，原子核只有一粒灰尘那么大！

所以，完全可以这么说——原子内部是空空荡荡的！

原子内部只有0.0000000001%（一千亿分之一）是实的，而剩余99.999999999%是空的！

其实由于原子核也是由质子和中子组成的，而质子和中子之间也有距离，所以，上面的0和9的个数其实应该更大！

05

为什么我们可以看到物体？

首先要知道，人眼能够看到物体，是由于物体发出的或者反射的光进入了眼睛。

那么，原子内部是空空荡荡的，如果单独拿出一个原子来，是很难“看到”的。因为光线照到原子的几率就很小，即使反射，方向也不一定是你的眼睛。

同理，单独一层的原子，几乎是透明的。

抛开光与原子的作用，抛开光的衍射效应，我们拿最简单的数据也可以证明我们能够看到物体的原因。

——我们看到的，都是一大堆原子，也就是重重叠叠在一起的很多个原子。

由于原子很小，那么随便一个物体包含的原子个数都是非常大的，比如1杯水的质量是200g，包含的原子个数有多少呢？

200g水分子的个数=200/18×Na=6.6×10^24个，也就是6.6亿亿亿个！非常的多！

我们假设水杯的直径是8cm，那么任意直径上的分子个数大约就有8亿个！

所以，从每个角度来看，这杯水都是密不透风的！

因此一束光无论从那个角度照射，都会被水分子干扰；反射后进入我们的眼睛，也就被我们发现了。

这种重叠效应，是我们看到物体的重要原因！

我是宇宙物理学，这就是我的回答。

原子空是基于粒子模型的结论，以波或者能量的角度来看，原子并不空。透明也是一个相对概念，重点是物质能透过那种频率的电磁波。

如何理解原子的空？

第一个发现原子很空的人叫卢瑟福。1911年，他做了一个“α粒子散射实验”，就是用α射线轰击一片薄金箔。他发现大多数α粒子都能直接穿透金箔，但少数α粒子会发生较大的散射，大约1/8000的α粒子偏转角大于90°，甚至有达到150°的大角散射。

由此，卢瑟福发现了原子很空，且拥有一个核心。根据大角散射的数据，卢瑟福得到了原子核的半径上限为10^-14立方米，于是提出了我们小学课本中的原子行星模型。

然后卢瑟福乐此不疲地继续玩着轰击原子核的实验，8年后，卢瑟福在轰击氮核的过程中，有幸打出了一种更小的粒子，并测定了它的电荷与质量，这就是质子。

这大概就是我们现在对原子基础认知的由来，但原子到底有多空？

以一个最简单的氢原子为例，如果把原子核放大到1米，那原子核与电子之间的距离可达100公里。这确实是相当相当空旷。如果这样两个原子相撞，你完全可以认为它们会相互穿过彼此。然而这明细与事实不符。

原子很空，但物质为何很实在？

如果以经典物理学理论来回答这个问题，可以说是无解的，但量子力学成功的解释了这一切。

第一个回答这个问题的人是玻尔，他也算卢瑟福的学生，继承并发展了卢瑟福的原子模型，提出了“能级”概念，即电子有固定的轨道，电子在不同的能级轨道之间不连续的跃迁。也就是说，电子只能在固定的轨道上奔跑，加大了两个原子的核外电子碰撞的几率，但这还远远不够。

第二个推进问题解决的人是海森堡。海森堡读博士的时候研究的是湍流问题，就像平时看到河水的那种混乱流动现象。面对这种混乱，海森堡有一种天生的物理直觉，他虽然搞不懂中间过程，却敢直接跳过过程得出最终答案。后来居然还被一些数学家证明是正确的。

于是，海森堡宣称电子不只具有能级，还会同时出现在自身能级上的每一个位置，也就是说它无处不在，即“不确定原理”。这就是我们现在的“电子云”概念。但软绵绵的“云”似乎也很难让物质实在起来。

接下来就该第三个人上场了，天才泡利。21岁就搞懂了当时没多少人能弄懂的相对论，喜欢与小姐姐们跳舞。别人跳舞都忙着打望，泡利跳舞却发现了量子力学的“不相容原理”。电子就像小姐姐一样和男生跳舞时，是不允许其他小姐姐插进来的，一个男生只能和一个小姐姐跳舞，一个氢原子核也只能和一个电子配对。所以一片“电子云”里只允许一个电子存在，不允许第二个电子的存在。这样软绵绵的“云”就瞬间变得坚硬了。这样两个原子就势必保持一定的距离，我们也不用担心水杯会从桌子上突然掉下去了。

也就是说，能级让电子有了岗位，不确定让电子无处不在，而不相容让电子变得刚强，综合在一起，才有了我们可触碰的物质实在性。

如何从微观层面理解透明？

上面我们说了电子在固定能级上运动，不同的原子不同的电子层有不同的能级，不同的能级代表不一样的能量，当照射它们的光的能量与之匹配，就会被电子吸收，这样的物体就不透明；当光的能量与之不匹配，光就会穿透原子，这样的物体就透明了。

至于什么叫匹配，什么叫不匹配，这得量子力学说了算，就不展开了。

光的能量由频率决定，频率越高能量越高，频率越低能量越低。而我们通常说的“透明”只是针对可见光频率。我们说玻璃透明，实际上玻璃只是对可见光（波长在400～760nm之间）透明，对红外线它就不透明。人体看似不透明，但对短波的X光就是透明的。所以透明只是一个相对概念。

大多数金属都不透明，且还有所谓的金属光泽。因为金属原子除了自身的结构电子，还有很多到处乱跑的自由电子，这也是它们导电的原因。这些自由电子就像一片电子海洋（plasma），可以有效的反射光。

总之，物体透不透明是电子与光之间的反应造成的，受量子力学限制，与原子空不空没多大关系。而光与所有物质相互作用，要么被反射，要么被吸收，要么穿透，各占一定的比率。

总结

你可以说，是量子力学给了宏观物质的实在性，给了我们五彩缤纷的世界。

深入探究世界的微观领域，你会发现没有量子的不确定性，很难有宏观世界的确定性。

一颗粒子状的电子每时每刻出现在一片云朵里的任何位置，确实让人难以理解，但如果你把这个电子想象成为一种波，或许就好理解一些，这也是我们常说的“波粒二象性”，虽然这也肯定不是物质的本质，不过目前我们只能这样描述。

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原子99.99%为空，只是针对于电子、原子核的体积和原子的整个体积而言。就像我们的飞机螺旋桨，大部分地方都是空的，但我们如果把头伸进转折的螺旋桨里面去，绝对的有去无回。

同样的情况也适合原子内部。虽然电子的体积很小，但是无奈电子在原子核外是以电子云的形式快速运动的。这就类似于飞机螺旋桨开着一样，光子进入原子核内部之后势必会碰上电子，能量被电子吸取然后电子跃迁到激发态。当然，这样只是个类比。还有一种解释就是光子的波长太长，比原子大上好几千倍，所以进入不到原子内部，只能被外层电子吸收。

另外，物质是否透明和物质是否会对可见光吸收有关。假如物质吸收了可见光，比如红色的可见光，那么物质就会呈现为绿颜色。假如吸收的蓝光，物质就会呈现黄色。物质呈现的颜色和物质吸收的光颜色是互补色。黑色物质就是什么光都吸收。

至于我们为何会对一个空当当的原子产生触感，本质是自己对方原子给了我们一个反力。当两个原子相互靠近时，原子之间会由最开始的引力变为斥力，从而产生触感。

题主其实问了两个问题，一个是何为“透明”，另一个是何为“感觉到物体”。

至于原子是否中空，我到不认为是重点，况且楼下的大佬们已经完美的解释了，我只补充一点客观世界的见闻。

原子是中空的吗？

物体为什么会透明，我首先得强调——和原子空不空没有关系，希望题主先记住这一点。透明是一种宏观的现象，原子中空是微观的描述，两者没有任何因果联系。

至于原子空不空？

我们知道，原子核的大小：10^(-15)m，原子的半经大小：10^(-10) m，相差5个数量级，单纯的体积比较当然可以认为99.99%为空的不对！其实更应该是99.999%是空的，才准确。

但是原子核以及电子绝对不是一个经典的小圆球啊！波粒二象性啊，同学，微观粒子的表现特性，一切以测量为基准啊。

一个波，它无论波长如何，肯定充满空间啊，所以原子即空也不空。

不过空不空，也都和透明没关系。

何为透明？

世界上透明的东西很多，比如水和空气都是透明的，金属就不透明，石头也不透明，组成它们的原子都一样，为何有这些差别呢？原因非常多，关系错综复杂，非得用一句话说清的话——就是光线能透过物体本身，而没有发生太多的折射和散射，然后反射回眼睛，我们就视此物为透明。反之则是不透明。

例如，一根玻璃棒，当插进水中的时候，我们还能看见它，这是由于水和玻璃折射光线的比率不同，因此我们可以看清他们。

物质折射光线的角度被称为——折射率，玻璃和水的折射率不同，所以，即使他们都是透明的，我们依然可以看到水中的玻璃，但是如果同样是透明的甘油，如果它的折射率与玻璃相当的话，玻璃看起来就像消失了一样。

一张白纸并不透明，是由于纸由植物纤维素组成的，其中充满了微小的气泡，纤维素和空气有着完全不同的折射率，因此有大量的光线被折射，它们向各个方向散射开去，最终没有光线能够穿透再回到我们的眼中。

如果我们用近似于纤维素折射率的物质，来替代纸张中的空气，例如异丙醇（或者普通食用油），当一张白纸被异丙醇浸透，纸张中原本的小气泡会被异丙醇填满，这时候光线没有发生太多折射和散射，就能直接穿过纸张，然后反射回眼睛——这样白纸就变透明了。

如果我们再深入一点来阐述的话，这事情就得跟量子力学扯上关系了。

一个物体（纯物质）是否透明，它是由能带理论决定的。

能带理论来源于原子核外电子能量的不连续性。简单的可以这样认为，电子处于不同的台阶上，台阶与台阶之间有个高度差，我们称之为带隙。带隙可以理解为能量差，通常单位是电子伏(eV)。

物质由原子组成，而原子则是由原子核和核外的电子组成。其中原子核所占空间体积很小，大部分空间由电子云占据。物质是否透明取决于光子能否顺利通过不同的“台阶”，也就是带隙大小。当带隙小于2.6时，电子将吸收光子能量并进行跃迁，微观上表现为光子被吸收，宏观上表现为不透明；带隙大于2.6时，由于光子能量不足以让电子跃迁，所以电子不吸收光子，微观上表现为光子可以顺利通过，宏观上表现为透明。

为什么是2.6呢？这就得揭示人眼看见的机密。人眼要看到光，是由于可见光中光子打到人眼，产生电信号传入大脑，经过大脑处理，就看见了光。而正好光子的能量，就约是2.6eV左右。

举个简单的例子，金属中原子相互连接的大多是金属键，而金属大多又是周期性晶体结构，故能带很规律，带隙的能量比较固定。最重要的是，大多金属的带隙都小于2.6，所以不透明。

何为触摸

在物理学中其实并没有没有“感觉到物体”这么一个说法，我们只讲物体之间的基本作用关系，根据杨振宁先生的标准粒子模型以及爱因斯坦的相对论，我们可以总结出——四个基本相互作用力：引力，电磁力以及强和弱相互作用。

简单地说标准模型：费米子是组成物质的粒子，玻色子负责传递各种作用力。费米子有电子、夸克、中微子等，相当于构成物质的原材料；玻色子有负责传递电磁力的光子，负责传递弱核力的W及Z玻色子，负责传递强核力的8种胶子。这套模型统一了强力、弱力、电磁力，唯独缺了引力。上面的大家看看就好，不要深究。我们说回点实际的东西，例如引力的表现。

引力只会在非常大的尺度上才占主导地位，应用环境通常可以认为太阳和地球，或者苹果和地球这种配对中出现。

强核力和弱核力可以并称为核力，它们的作用范围实际上就原子核般大小的尺度内，也是相当的高冷，一般在核辐射或者核聚变等场景，才可能碰到。

现实生活中，我们能称之为感觉的情形，包含视线、嗅觉、神经活动、身体化学反应、细胞间新陈代谢等等可以归结为电磁力相互作用。

比如我们的手指触摸物体，其实我们从来没有真正接触到任何一个物体的原子。皮肤和物体之间在电子层距离上，就将受到静电排斥力的作用。

简单的说，物体原子和手指原子的电子云在接近一个原子的距离上，将开始相互排斥，再难寸进，在相隔原子大小的距离上停留。此时的静电排斥力通过刺激我们皮肤下的神经末梢，让我们感觉像是触摸到了物体。

这一个原子的距离，大约是多少呢？

苹果和原子的比例，就像地球和苹果的比例一样。

所以牛顿被苹果砸到，会不会别有深意呢，那还真的不好说啊。

结语

啰里啰嗦写了一大堆，辛苦大家看完。

我是猫先生，感谢阅读。

如果原子99.99％为空，为什么大部分物体不透明？我们还能感觉到物体？

新西兰物理学家卢瑟福于1909年做了一个非常著名的实验－α粒子散射实验，实验的过程简单来说就是利用α粒子来连续轰击厚度为微米级别的金箔，结果发现大部分α粒子都能顺利通过，方向并未发生改变，只有一小部分发生了偏转角度较大的方向改变，而被反弹回来的粒子数量更加少。该实验否定了原有汤姆逊的“枣糕”原子模型，进而确立了原子核式的原子模型，即原子由原子核和核外电子所构成，原子核只占据原子体积的极小一部分，但原子的大部分质量和几乎全部的正电荷都集中在原子核区域，核外电子和原子核之间拥有较大的空间。

在后来的研究中，科学们在此基础上又发现原子核由质子和中子所组成的结论。那么，有朋友不禁要问了，既然原子核与电子之间的空间那么大，那么光线就应该可以顺利通过，为何大部分的物体在我们看来并非透明的呢？

根据近现代科学研究的成果，人们对于原子的大小有了一个基本的形象概念，那就是原子的尺寸很小，其直径为10^(-10)米级别，而原子核的尺寸更小，直径只有10^(-15)米级别，也就是说原子核与整体原子体积相比，差了15个数量级，原子核与原子从尺寸的直观比较来看，相当于一只蚂蚁与一个体育场的差别，这也使得人们认为原子可以进行很大程度压缩的原因。

但是，随着人类对微观世界和观测研究的不断深入，特别是量子力学的逐步发展，对原子特别是核外电子的运动规律有了一个全新的认识，那就是核外电子的运动遵循波粒二象性的基本规律，即核外电子在绕原子核运动时，并不是固定地占据一个位置，而是以随机的方式分布，它会以一定的概率从低能级轨道出发，尽可能地占据整个原子核外空间，形成所谓的“电子云”。

我们知道，一个物体透不透明，取决于光线是否能顺利通过。而光线作为一种电磁波，其本身并不会与原子核发生作用，也不可能穿透原子核，只能与原子核外的电子发生作用，光线所携带的能量会有一定几率激发电子的能级跃迁，从而能量被电子所吸收。这里就有几种情况，一种是光线的能量被电子吸收的程度很低，那么大部分光线就会穿透原子，物体呈现出的就是透明的状态；还有一种是光线的能量有一定的比例被电子吸收，穿透原子以后光线的能量衰减地比较严重，但仍有一部分穿透原子，那么物体就会表现出半透明状态；最后一种就是大部分的光线都会被电子所吸收，表现出来的就是光线几乎透不过原子，那么呈现出来的就是物体不透明。

由此可以看出，物体透不透明的决定性因素，就是光线能量被电子所吸收的程度。即使常规状态下我们认为金属的光线透过性很差，但是卢瑟福实验中应用的是微米级别的金箔，由于物体的厚度极小，光线的能量被电子吸收的效率不是太高，所以大部分光线能够透过金箔，我们从外界来看，金箔就是透明的。相反，如果我们拿常规状态下是透明的物体，比如玻璃，虽然在一定厚度以内，光线的透过性很好，但是我们持续增加玻璃的厚度，那么玻璃组成物质原子中的电子，所吸收光线的总效率就会明显增加，所能透过原子的光子总量也就越来越少，因此达到一定的厚度以后，玻璃也会变得不透明起来。

下面，再来看一下我们为什么能够通过触碰感觉到物体。根据泡利不相容原理，由质子、中子和电子等粒子构成的物体，不可能占据同一量子系统中的同一个量子态，所以任何物质在常规状态下，构成它的微观粒子并不能与另外的粒子发生位置重叠或者空间的叠加，这就使得物体对外都表现为占据一定空间的状态。

如果我们用身体触碰一个物体，那么势必会产生一个对物体的压力，物体对人体也会产生一个相互作用力，一开始时这个力非常小，我们或许感觉不出来。当随着我们身体表面继续向着物体靠近，一方面根据物体原子间的结构排列方式不同，也就是“松散”程度的不一样，外层原子发生一定形变，与下一层原子间的相互作用力就会明显表现出来，这种反推力固体最大、液体次之、气体最小，我们的身体所受到的反推力通过神经系统就会反馈出固、液、气态的感觉。

另一方面，当身体表面组织的原子与触碰物体表面的原子进一步接触，双方原子的距离较近时，原子核外的电子之间，由于都具有负电荷，就会发生一定的排斥力，在一定程度上阻止了原子与原子的靠近，所以我们的身体就通过神经系统反馈出受到阻挡，于是出现了触觉。因此，我们能够感受得到物体，并不是说我们身体表面的原子与物体表面的原子发生了碰撞，实际上距离这个“目标”还相差甚远，只是原子核外的电子之间相互排斥的结果。

答：光在穿过物体时，组成物体的原子会选择性地吸收光子，绝大部分固体物质都会把可见光吸收掉，所以这些物质是不透明的。

原子由原子核与核外电子组成，原子的经典直径为10^-10米数量级，原子核的经典直径为10^-14~10^-15米，电子的经典直径为10^-15米；由此可知，在正常情况下，原子核体积占了原子体积的千亿分之一不到，原子中99.999999999%的体积是空的。

但是微观世界的物理定律与宏观不太一样，微观粒子遵循量子力学的法则，比如在量子力学中，核外电子是电子云模型，在所处能级附近发现电子的概率最大。

随着原子序数的增加，原子的核外电子数量也在增加，核外电子存在很多能级，不同能级之间存在能量差：

1、当核外电子从高能级向低能级跃迁时，核外电子会释放光子，光子能量正好等于两个能级之间的能量差。

2、当核外电子吸收光子，且光子能量等于两个能级的能量差时，电子从低能级向高能级跃迁。

3、当核外电子吸收的光子能量，大于到任何高能级的能量差时，核外电子会完全脱离原子核的束缚成为自由电子，并获得动能。

可见光是电磁波中很小的一个波段，波长λ=380nm~780nm，光子频率ν=c/λ，光子能量E=hν，其中h为普朗克常数，于是波长越长的光子能量越低，波长越短能量越高。

当光子在原子间穿行时，如果光子能量正好等于某两个能级之间的能量差，那么处于低能级的核外电子，就有可能把光子吸收掉，于是物质会选择性地吸收相应波长的光，如果某物质对可见光波段完全吸收，那么我们说该物质是不透明的。

如果某个物体对可见光波段完全不吸收，那么我们说该物体是透明的，如果只吸收部分可见光波段，那么该物体表现为透过某种颜色的光；比如普通玻璃不吸收可见光波段，所以表现出透明，而蓝色玻璃则不吸收蓝光或者吸收少量蓝光。

对于生活中的绝大部分固体物质，其内部含有的杂质很多，一般对可见光的吸收很明显，所以绝大部分物质都是不透明的；值得注意的是，“透明”一般针对物质是否对可见光吸收，比如晶体硅是黑色的，说明可见光会被晶体硅吸收，但是红外线可以穿过晶体硅，所以晶体硅对红外线来说反而透明。

原子之间以化学键连接，化学键的本质是相邻原子之间的电磁相互作用，原子核带正电，电子带负电，当两个原子靠得太近时，原子核之间会产生排斥力，核外电子云也会发生变形，以此排斥相邻原子进入自身内部。

组成我们人体的基本物质也是原子，我们用手触摸物体时，也会受到组成物体的原子产生的排斥力， 所以哪怕原子内部99.999999999%是空的，我们的手也无法直接穿过去。

我的内容就到这里，喜欢我们文章的读者朋友，记得点击关注我们——艾伯史密斯！

原子内部确实很空旷，打个比方，如果原子核的大小1米，那么原子核与电子的距离可以达到100公里远，是在是太空旷了！

但这只是经典物理对原子结构的诠释，这种诠释是把原子核与电子的位置非常固定的前提下计算出来的，如果用经典物理来理解，就会走进死胡同。而如果用量子力学来去诠释，结果就显得非常简单了。

原子内部结构并不想我们通常想象的那样，并不想太阳系结构那样。很多人把原子核比作太阳，电子比作地球，电子围绕着原子核旋转。

实际上远非如此。量子力学的不确定性决定了电子并非围绕着原子核旋转，而是非常随机地出现在原子核外面，形成“电子云”，我们只能计算电子在某个位置存在的概率。并且电子只能出现在特定轨道上，如果有能量的输入或输出就会直接跳跃到其他轨道上。

这种不确定性几乎让电子无处不在，同时电子之间遵守“不相容原理”，所以我们才能感受到物体的实在性。

而透明与否与电子的能级跃迁有关。当电子吸收特定的能量（光），就会跃迁至更高能级，如果光的能量与电子跃迁所需的特定能量正好匹配，光就会被电子吸收，物体就不透明。否则，如果不匹配，光就不会被吸收，物体就会表现出透明的特性！

著名物理学家费曼曾说如果把人类科学史压缩成一句话，那这句话肯定是“世界是由原子组成的”

“原子论”最早由古希腊唯物主义哲学家德谟克利特的老师留基伯提出，但由于德谟克利特才是将原子论发扬光大的人，所以后人一般都把德谟克利特作为“原子论”的代表人物。“原子论”认为世间万物都是由名为“原子”的不可分割粒子组成的，但直到几千年后物理学家才弄清原子的奥秘。

一开始物理学家们基于“原子不可分割”提出了“实心原子模型”，但英国物理学家汤姆生在1897年研究阴极射线时发现了原子内部的电子，于是“实心原子模型”就破产了，取而代之的是汤姆生自己的“葡萄干蛋糕模型”

新的模型认为电子是“镶嵌”在原子表面的微观粒子，就像葡萄干镶嵌在蛋糕表面一样。但汤姆生的高徒卢瑟福在实验中发现α粒子大都毫无偏折的穿过了原子，只有一小部分发生了严重偏折，卢瑟福因此断定“原子内绝大部分都是空的，全部质量都集中在中心一点”

尽管后来的“核外电子模型”故事同样精彩，但我们此刻只想搞清楚“既然原子内部绝大部分都是空的，那么我们为什么还能站在地上而不是陷进去呢？”

原因在于四大基本力中的强力弱力和电磁力，这三种力决定了我们触碰物体只不过是，手指外围电子和物体的外围电子互相排斥了而已，而如果是微观粒子的去“触碰”物体的话“量子隧穿”效应甚至能让微观粒子穿过物体，也就是说“穿墙”在量子领域是完全可以发生的。

在原子内部空旷的前提下，大部分物质之所以不透明则是因为“光量子”波长比原子大1000倍，因此光子并不能穿过任何原子进而使得物质变得透明。