铁轨为什么颜色不一样

A. 为什么铁块和铁粉的颜色不一样

因为镜面反射变成了漫反射！

铁块自身是不会发光的，而是靠反射才能让所有人看到，在这个过程中还有电子轨道跃迁吸收部分光线，再以一定频率发出（发出的波长只有很少几个金属落在可见光区域内，从而带上了些奇妙的颜色---虽然不关铁的事，但这个事因为很典型，最后我会提一嘴反例。）

铁在这个过程中是怎样的呢？对400~780nm可见光波段是完全均匀削减的，都是60%的反射率，40%的部分被吸收，并用不可见光发射。所以原本的白色光（譬如太阳光）照射下，纯铁块呈现灰白色。这叫镜面反射。

把铁片变成铁粉，原本的镜面反射就消失了，光线照射上去就只会是漫反射，这样只有极少的光线能由反射进入人眼。同时漫反射的一部分颗粒的光线也会被其他颗粒吸收，并且电子跃迁后用不可见光发射。那这样你觉得反射率还有60%吗？最终我们就可以发现铁粉是发黑的了。

一开始我说有反例，那是因为有金属电子跃迁后发射的光线可见光，那么即便把他研磨成粉，最后也可以很轻易看出颜色---这就是金子，磨成粉还是金灿灿的。

B. 铁粉是黑色，而铁块是银白色，为什么会不一样

粉末为黑色，纯铁为白色或银白色。如果金属元素的晶体具有一定的几何形状，它们通常是银白色的。金属在一定的条件下，它的晶体几何形状被破坏，这就是金属的黑色粉末。铁粉和铁粉的颜色因其晶体元素的几何形状而不同。铁粉没有单晶几何形状。金属元素通常是有色的。只是光学的，因为它们有不同的晶体几何，铁粉没有单一的晶体几何。这样，铁吸收部分可见光，并将其反射出表面。铁粉未被吸收的光被散射，因此可见光较少进入人眼，因此它是黑色的。

金属中自由电子的海洋，称为等离子体，决定了金属对等离子频率以下光子的高反射率。大多数金属的等离子体频率都是在紫外区域，所以它们都有光泽。当然，这个过程也依赖于固体的特定能带。同时，光滑平坦的界面保证了其镜面反射特性，使人眼能观察到金属光泽。粉末是由于反射面的方向是随机的，所以抑制了镜面反射，导致反射光的方向是随机的，所以与金属光泽相比会有很多的暗淡。铁在400-700纳米的反射率约为60%，所以是灰色的。同样，我们常见的银反射了超过90%的可见光，是银白色的。

C. 经常闻到金属的不同味道，金属真的有气味吗金属的颜色为何也不一样

金属之间是有味道的，因为人体的分泌物在合金属间车尾后会产生一种氧化反应，形成了独特的气味；主要是金属是由不同的分子制造成的，而它们的颜色形成也是根据核外电子运动能级和激发态所体现出来的。

D. 为什么火车轨道两旁的那些小石头通常都是黑色的

你说的是道砟，客专线路的道砟相对较好，现在的列车多是密封的，厕所也已进行封闭，石渣干净多了。客货混跑或货运线路情况较恶劣，由于货车车厢密封不好，装载的货物沿缝隙坠落，机车污油污染，造成颜色变黑，在列车制动区段，石渣颜色会变红，也是同样的道理。