纸沾上油为什么会变得透明？

　　相信大家都有过这样的经历：无意中将油滴抹在纸张上时，会发现抹了油的位置透明度更高了，这到底是为什么呢？

　　要回答这个问题，我们首先得思考纸张为什么是不透明的？也就是说，光入射到纸张上，大部分光没有透过纸张，那它们到底去哪儿了？毫无疑问，有一部分光线被纸张吸收了。但是，油并不会影响纸张对光的吸收，所以这不是主要原因。

　　为了探究光线照射到纸张上时，除了吸收还会发生什么，我们使用激光共聚焦显微系统对均匀纸张的表面进行了观察。可以看出，即便纸张看起来很光滑平整，但微观上还是由大量纤维交织而成的。

　　纤维折射率比较高，而空气折射率只有1。对光线来说，入射到一个界面时，两侧折射率差异越大，反射越强。因此，纤维的表面会对光线进行较强的反射。这些纤维的结构、方向、尺寸等千差万别，因此形成了均匀的漫反射效果。这个过程类似于将一块玻璃敲碎成残渣甚至粉末的过程，原本透明的玻璃由于内部出现了大量反射光线的界面，就变成白色不透明的了。

　　回到滴上油的纸张透光率增加的问题。为此，我们利用激光共聚焦显微系统的三维结构重构功能，观察纸张纤维的三维结构。可以看出，纸张纤维结构之间存在大量的缝隙和空腔。因此，油滴到纸张表面时，油会浸入并充满空隙之中。而油的折射率更接近纸张，于是，纤维和油的界面对光的反射会弱很多，主要的反射仅存在于被油抹平的表面与空气之间。这就相当于重新将玻璃渣熔炼成了一整块玻璃。结果就是光线透过纸张的比例大大增加，从整体效果上就显得更加透明了。

　　有的读者可能会问，为什么水的效果没有油这么好呢？这主要有两方面原因：最主要的原因是水的折射率比油低，相比之下油与纸张纤维的折射率更为接近；第二个原因是水会逐渐蒸发，所以没法像油那样长时间保持透明效果，因此观察效果会差一些。

　　激光共聚焦显微系统观察到的纸张的微观结构

　　纸张微观的3维结构

　　封面图：源自网络。