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为什么铁块是银白色而铁粉是黑色的?

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首先,铁块表面的高反射率来源于其较为良好的电导,由于欧姆效应,电磁波在导体中传播时存在衰减,只能穿透表面很浅的距离,这个距离也被称为穿透深度。对于单质铁,可见光波段的穿透深度远小于波长,这也就意味着电磁波的能量几乎完全不被耗散地反射回去,从而表面光滑的铁块呈现银白色的金属光泽。

然而,粒径较小的铁粉,例如实验室常用的粒径约为1~100μm的还原性铁粉,在可见光下常常呈现深灰色或黑色,这有三方面的原因:

首先,铁粉没有光滑的表面,可见光照射在铁粉上发生漫反射,因而没有闪亮的金属光泽;其次,铁粉具有更高的反应活性,其表面通常附着有成分复杂的氧化层,深色的氧化层对可见光有较强的吸收率;最后,铁粉具有较大的表面积和疏松的堆积结构,使得射入的光线通常要反射多次才能射出,进一步降低了反射率。

正是以上三点的综合作用使得铁粉呈现深色。

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