鐵軌為什麼顏色不一樣

A. 為什麼鐵塊和鐵粉的顏色不一樣

因為鏡面反射變成了漫反射！

鐵塊自身是不會發光的，而是靠反射才能讓所有人看到，在這個過程中還有電子軌道躍遷吸收部分光線，再以一定頻率發出（發出的波長只有很少幾個金屬落在可見光區域內，從而帶上了些奇妙的顏色---雖然不關鐵的事，但這個事因為很典型，最後我會提一嘴反例。）

鐵在這個過程中是怎樣的呢？對400~780nm可見光波段是完全均勻削減的，都是60%的反射率，40%的部分被吸收，並用不可見光發射。所以原本的白色光（譬如太陽光）照射下，純鐵塊呈現灰白色。這叫鏡面反射。

把鐵片變成鐵粉，原本的鏡面反射就消失了，光線照射上去就只會是漫反射，這樣只有極少的光線能由反射進入人眼。同時漫反射的一部分顆粒的光線也會被其他顆粒吸收，並且電子躍遷後用不可見光發射。那這樣你覺得反射率還有60%嗎？最終我們就可以發現鐵粉是發黑的了。

一開始我說有反例，那是因為有金屬電子躍遷後發射的光線可見光，那麼即便把他研磨成粉，最後也可以很輕易看出顏色---這就是金子，磨成粉還是金燦燦的。

B. 鐵粉是黑色，而鐵塊是銀白色，為什麼會不一樣

粉末為黑色，純鐵為白色或銀白色。如果金屬元素的晶體具有一定的幾何形狀，它們通常是銀白色的。金屬在一定的條件下，它的晶體幾何形狀被破壞，這就是金屬的黑色粉末。鐵粉和鐵粉的顏色因其晶體元素的幾何形狀而不同。鐵粉沒有單晶幾何形狀。金屬元素通常是有色的。只是光學的，因為它們有不同的晶體幾何，鐵粉沒有單一的晶體幾何。這樣，鐵吸收部分可見光，並將其反射出表面。鐵粉未被吸收的光被散射，因此可見光較少進入人眼，因此它是黑色的。

金屬中自由電子的海洋，稱為等離子體，決定了金屬對等離子頻率以下光子的高反射率。大多數金屬的等離子體頻率都是在紫外區域，所以它們都有光澤。當然，這個過程也依賴於固體的特定能帶。同時，光滑平坦的界面保證了其鏡面反射特性，使人眼能觀察到金屬光澤。粉末是由於反射面的方向是隨機的，所以抑制了鏡面反射，導致反射光的方向是隨機的，所以與金屬光澤相比會有很多的暗淡。鐵在400-700納米的反射率約為60%，所以是灰色的。同樣，我們常見的銀反射了超過90%的可見光，是銀白色的。

C. 經常聞到金屬的不同味道，金屬真的有氣味嗎金屬的顏色為何也不一樣

金屬之間是有味道的，因為人體的分泌物在合金屬間車尾後會產生一種氧化反應，形成了獨特的氣味；主要是金屬是由不同的分子製造成的，而它們的顏色形成也是根據核外電子運動能級和激發態所體現出來的。

D. 為什麼火車軌道兩旁的那些小石頭通常都是黑色的

你說的是道砟，客專線路的道砟相對較好，現在的列車多是密封的，廁所也已進行封閉，石渣干凈多了。客貨混跑或貨運線路情況較惡劣，由於貨車車廂密封不好，裝載的貨物沿縫隙墜落，機車污油污染，造成顏色變黑，在列車制動區段，石渣顏色會變紅，也是同樣的道理。