Si los fotones son tan pequeños y los átomos están tan vacíos, ¿por qué la luz no brilla sin obstáculos a través de cada material?

Para agregar a la respuesta muy completa de Ashwin:

La imagen de abajo es de un cristal de hierro tomado con un microscopio electrónico de túnel. Observe que los átomos se parecen más a las nubes que a los electrones individuales que se mueven alrededor.

La longitud de onda de la luz roja es de 620 nm, por lo que, según la imagen a continuación, se necesitaría (6 átomos / nm * 620 nm = 3720 átomos) para recuperar cualquier reflejo.

Vemos objetos usando luz visible, cuyas longitudes de onda son lo suficientemente grandes como para abarcar muchos átomos, por lo que la luz visible generalmente es dispersada por los objetos a través de la interacción electromagnética con los electrones. Podría usar fotones con longitudes de onda mucho más cortas, como los rayos X, para pasar a través de una sustancia sin mucha interacción electromagnética, pero no podemos ver los rayos X sin un equipo especial.

“Mayormente espacio vacío” es un poco engañoso, ya que la teoría cuántica no ve los electrones como pequeñas bolas que orbitan el núcleo. Existen como distribuciones de probabilidad más parecidas a una nube; La función de onda llena el espacio.

Esta es una pregunta interesante, ya que considera muchos de los conceptos previos de la física como engaño, reivindicando el triunfo de la teoría orbital y el concepto de giros en la física de partículas. Seguramente hay más preguntas que pueden espantar horriblemente la gloria de todos estos conceptos, pero no pospongamos y profundicemos directamente en la respuesta a su pregunta.
Antes de eso, permítanme hacerle algunas preguntas simples. ¿Saben que los electrones dentro de los átomos no son una partícula cualquiera? -que- tienen la dualidad onda-partícula? Por esta misma razón de la dualidad onda-partícula, se difunden dentro del átomo en una orientación específica, que es una característica de ese orbital específico. Ahora, a pesar del estado difuso en el que el electrón está presente, el espacio dentro del átomo está en gran parte vacío. Por otra parte, nos topamos con su misma pregunta, ¿por qué algunas sustancias son transparentes y otras no?
De hecho, la transparencia es una propiedad selectiva porque no tiene nada que ver con el espacio intraatómico. En realidad, la transparencia depende de la orientación de los átomos en las redes sólidas. La cadena de orbitales orientados específicamente (para átomos) y orbitales híbridos (para moléculas) ayuda a decidir si la energía como la luz pasará a través de ella o no. A menudo, la cantidad de paso de la luz difiere a lo largo de la orientación diferente en un cristal. Su naturaleza anisotrófica se debe únicamente al efecto sumativo del momento angular y el momento de rotación de la cadena de partículas a lo largo de diferentes direcciones. Suficiente de cristales sólidos; ahora, ¿por qué los gases son transparentes? Debido a la baja densidad de las partículas presentes en los gases, hay una gran cantidad de espacio intermitente para la propagación sin interrupción de la luz (a excepción de la difracción de la luz si hay moléculas presentes). En términos generales, puedes imaginar que las moléculas en los gases son como bolas de médula coloreadas; cuanto más espacio hay entre las bolas, más claro se ve. Cada átomo tendrá su espacio y matiz específicos. El paso de la luz a través de un fluido es muy similar a la propagación de la luz a través de los sólidos.
En lugar de pedir respuestas de forma desinteresada sobre quora, también puede buscar su respuesta en los libros y preguntar directamente a cualquier profesor de física. Espero que ayude.

Son.

Simplemente no para las personas cuya visión se basa en factores más allá del espaciamiento significativo de los componentes atómicos y subatómicos de la materia.

En comparación con las tecnologías inventadas y muchos otros animales, nuestra visión es bastante limitada y, además, no se basa en los tamaños relativos de objetos o espacios entre ellos. La percepción visual humana es una combinación de una variedad de complejos sistemas de entrada sensorial y dinámicas de procesamiento cognitivo que tienen como objetivo informar sobre cosas como color, movimiento, sombra, forma y distancia sin tener formas directas de determinar ninguno de ellos.

Para leer sobre ellos, es mejor consultar una enciclopedia o un programa de ciencias.

Esta pregunta se ha hecho antes: si los átomos son en su mayoría espacio vacío, ¿por qué vemos los objetos como enteros y no podemos mirar a través de ellos?

Encomio la respuesta correcta y concisa de Andrew J. Sarnat. Si necesita más detalles, puede editar la pregunta o los detalles de la pregunta para solicitar una respuesta más específica.

El principal factor responsable del color, es decir, la visibilidad, en un átomo son sus electrones. Y lo principal es que no debes considerar los fotones y electrones simplemente como partículas. Tienen la naturaleza de una dualidad onda – partícula, es decir, son tanto ondas como partículas.
Como conclusión, no es tan simple como jugar al billar. Los fotones y los electrones reaccionan de una manera bastante diferente.

Espero que haya sido útil.

¿Alguien puede contestar esta pregunta sobre la base de la razón común y la intuición? Me parece que la mayoría de las respuestas están llenas de palabras culturales de física como orbitales, nubes y ondas. Los estudié en la universidad. Pero son solo construcción mental, no realidad. Por ej. Si la luz es una ‘onda’ de naturaleza ‘electromagnética’ que es una perturbación en el campo, ¿cómo entiendo que se mueve del sol hacia mí sin ningún material entre la tierra y el sol? Creo que nos estamos perdiendo algo demasiado básico que se puede conocer por intuición y basar todo en categorías culturales como onda, energía, etc.

Si un electrón es un objeto de 4 dimensiones, puede llenar un espacio de 3 dimensiones.

Un objeto 0 d que se mueve sobre un tiempo (T) crea un espacio llamado línea, un objeto 1 d.

Un objeto 1 d que se mueve sobre una T crea un espacio llamado plano, un objeto 2 d.

Un objeto 2 d que se mueve sobre una T crea un espacio llamado cubo, un objeto 3 d.

Un objeto 3 d que se mueve sobre una T crea un espacio llamado espacio lleno, un objeto 4 d.

y así…

Piense en un cubo 3 d que viaja a través de un túnel apropiado.

Para decir dónde está un punto en la forma del cubo en cualquier T, necesitaría describir T ^ 4.

Los fotones de luz visible no son pequeños en comparación con los átomos. Los fotones de luz visible tienen longitudes de onda de alrededor de 500 nm, mientras que los átomos tienen un tamaño inferior a 1 nm. Los fotones de luz visible son lo suficientemente grandes como para interactuar fácilmente con los electrones en los átomos.

Esencialmente debido a los electrones que forman una “nube” alrededor del átomo. Los electrones tienden a absorber la energía presente en la luz si esa energía coincide con los diversos niveles de energía orbital, pero también tienden a reemitir la luz a diferentes longitudes de onda o no, y por lo tanto la luz parece entrar, pero no llega fuera. Algunos materiales no absorben la luz visible de manera muy eficiente, por ejemplo, el vidrio, pero el vidrio absorbe la radiación EM en un rango de otras longitudes de onda y, por lo tanto, parece bloquear esa radiación.