Pirmkārt, gaisma ir sava veida elektromagnētiskais vilnis, kas ir elektromagnētiskais vilnis, kura viļņa garums ir no 390 līdz 750 nanometriem. Tas, ko mēs parasti domājam ar pārredzamību un necaurredzamību, attiecas tikai uz šo joslu. Patiesībā tas, kas jums šķiet caurspīdīgs, ne vienmēr ir caurspīdīgs elektromagnētiskajiem viļņiem ārpus šīs joslas un otrādi. Piemēram, rentgens ir gaisma ar ļoti mazu viļņa garumu, kas var iekļūt pat cilvēka ķermenī. Lielākā daļa vielu ir caurspīdīgas rentgena stariem.
Tātad, kas nosaka matērijas ietekmi uz gaismu? Ir daudz faktoru, no kuriem visvienkāršākais ir matērijas elektroniskā struktūra. Mēs zinām, ka matērijas atomus veido kodoli un elektroni. Patiesībā elektroni ir ļoti aktīvi un var absorbēt fotonus, lai palielinātu savu enerģiju. Kad gaisma ir absorbēta, viela šķiet necaurspīdīga. Bet tas neuzsūc visu gaismu. Konkrēto izvēli nosaka kvantu mehānikas likumi. Tas ietver cietvielu fizikas pamatprincipus, ieskaitot cietvielu enerģijas joslu struktūru un starpslāņu pārejas, joslu iekšējās pārejas utt. Stāstījumu šeit nevar izvērst. Tādā veidā mēs arī zinām, kāpēc dažas vielas ir caurspīdīgas. Piemēram, stikls utt., Kuru elektroni kvantu mehānisko ierobežojumu dēļ nespēj absorbēt redzamo gaismu, tāpēc gaisma iekļūst tieši un tādējādi šķiet caurspīdīga. Tomēr stikls ne vienmēr ir caurspīdīgs. Piemēram, noteiktai infrasarkanajai un ultravioletajai gaismai stikls ir necaurspīdīgs, jo stikls var absorbēt šo gaismu. Cits piemērs ir silīcijs. Pusvadītāju silīcija plāksnītes ir melnas, jo absorbējas redzamā gaisma, bet silīcijs ir caurspīdīgs lielākajai daļai infrasarkano staru un var aizstāt stiklu.