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物理:

我们常见到的[[石墨]]、[[煤炭]]、[[石油]]等有机物都呈现为黑褐色至黑色之间不同的色度等级变化。黑色物质会将光线大部分能量转变为[[热能]]，这主要取决于黑色物质分子中最小原子的活跃程度。在自然界中，碳元素比较活跃，所有物质都是以碳基为主要成分的分子结构。也可以说组成人体的碳水化合物以及植物纤维细胞中的碳基化合分子都是以碳元素为主的物质体系，而煤炭和石油也是以碳基为主的[[可燃物质]]。然而，以碳基为主的化合物，以及化合物经过化学反应后都会生成黑色的物质。在黑色物质分子中，其原子内部的电子很容易受到外界低能级光粒子的激发作用而形成飘逸态[[（主要是碳元素）]]，也包括其它的化学物质成分。当原子中的电子在吸收外界能量跃迁后会形成热能的释放并向四周传递。比如太阳能集热器就是一个最简单的例子。在夏季，我们人类将光能变为热能用来增温冷水进行洗浴。在冬季，我们用太阳能集热器集热可以取暖。以往，我们人类只知道黑色物质的光热物理作用，并不知道黑色物质内部的原子活跃性。因为白颜色物质分子结构中的电子对低能级光粒子是很难受激发跃迁的，原子内部的电场对电子的束缚力也非常强，所以就不会形成光与热能的转换使光线大部分折射返回。物质分子的色度越深，其原子内的电子活跃性就越强，就越容易被光子激发飘逸产生热能。也就是说，物质原子的活跃程度越强就越容易使核外电子受能量激发而迁移。另外，原子的活跃程度也取决于原子内部电场对电子的束缚力。束缚力越大，核外电子就越不容易跃迁，也就是核外电子的一种惰性。理论中，从黑色物质过渡到白色物质之间，会形成不同等级光辐射的热能转换是正确的。[[自然界]]中物质的不同灰度等级，是从白色到黑色之间的过度变化也是物质分子间的不同化学组合。在自然光的光谱中包含了很多不同频率的射线成分（紫外到红外），白色物体对光线吸收的很少，而黑色物质会将大部分光线吸收，尤其是光谱中紫外线的吸收概率非常高。物质的颜色越深，光能的热转换效率就越高，

==光能材料==