چرا نور می‌تواند از شیشه عبور کند؟

(دن تری) - خاصیت آمورف دلیل اصلی عبور نور از شیشه اما عدم عبور آن از چوب است.

درهای شیشه‌ای شفاف به ما این امکان را می‌دهند که دنیای بیرون را مستقیماً از داخل خانه ببینیم (عکس: گتی).

در زندگی مدرن، شیشه به یک ماده ضروری تبدیل شده است که در همه جا از خانه‌ها، مغازه‌ها گرفته تا ساختمان‌های اداری وجود دارد.

چه آفتابی باشد و چه بارانی، پنجره‌های شیشه‌ای شفاف به ما این امکان را می‌دهند که بدون نگرانی از آب و هوا، از منظره بیرون لذت ببریم.

با این حال، تعداد کمی از مردم واقعاً مکانیسم عملکرد و اینکه چرا نور می‌تواند به راحتی در این ماده آشنا نفوذ کند را درک می‌کنند.

پنجره‌های شیشه‌ای اولین بار در قرن هفدهم در انگلستان ظاهر شدند. از آن زمان، صنعت شیشه به توسعه خود ادامه داده و محصولات بادوام و کاملاً شفافی را که امروزه می‌بینیم، ارائه داده است.

تحقیقات روی شیشه ادامه دارد و به سمت کاربردهای پیشرفته‌تری مانند مواد خود تمیزشونده یا حتی شیشه‌ای که می‌تواند پس از شکستن خود را ترمیم کند، پیش می‌رود.

چرا نور می‌تواند از شیشه عبور کند؟

درهای شیشه‌ای شفاف اجازه می‌دهند نور طبیعی به داخل خانه نفوذ کند (عکس: پینترست).

شفافیت شیشه ارتباط نزدیکی با ساختار آمورف آن دارد. شیشه با ذوب کردن شن (حاوی بلورهای کوارتز) در دماهای بالا (بیش از ۱۶۰۰ درجه سانتیگراد) و سپس سرد کردن سریع آن ساخته می‌شود.

این فرآیند باعث می‌شود اتم‌ها و مولکول‌ها زمان کافی برای مرتب شدن در یک نظم خاص را نداشته باشند و یک جامد آمورف - حالتی میانی بین جامد و مایع - تشکیل دهند.

پروفسور فیلیپ موریارتی از دانشگاه ناتینگهام انگلستان توضیح می‌دهد: «در موادی مانند شیشه، الکترون‌ها برای پرش بین سطوح انرژی به انرژی زیادی نیاز دارند و فوتون‌های نور مرئی به اندازه کافی قوی نیستند که این پرش را ایجاد کنند.

نور به جای جذب یا بازتاب، به سادگی از آن عبور می‌کند. به همین دلیل است که می‌توانیم از میان شیشه ببینیم، زیرا شیشه نور مرئی را شفاف نشان می‌دهد.

او همچنین آن را با کاغذ مقایسه کرد: «دلیل اینکه نمی‌توانید از میان یک ورق کاغذ ببینید اما به راحتی می‌توانید از میان یک ورق ضخیم شیشه ببینید این است که شیشه آمورف است، بنابراین هیچ نظمی ندارد، اما نقص‌های زیادی هم ندارد.

در مقیاس طول موج نور، شیشه یکنواخت است. کاغذ از الیاف زیادی تشکیل شده است و این الیاف - اندازه، قطر، عرض، فاصله آنها - با طول موج نور تغییر زیادی نمی‌کنند و بنابراین نور را پراکنده می‌کنند. نتیجه، کاغذی مات است که اجازه عبور نور را نمی‌دهد.

فرآیند تولید بر انتقال نور تأثیر می‌گذارد

برای ایجاد شیشه شفاف، ماسه کوارتز تا نقطه ذوب آن گرم می‌شود و باعث تجزیه ساختار بلوری کوارتز می‌شود.

وقتی این ماده به سرعت سرد شود، به یک جامد آمورف تبدیل می‌شود. فرآیند سرد شدن سریع همچنین به شکل‌دهی و سخت شدن ماده کمک می‌کند و آن را به شیشه پنجره تبدیل می‌کند.

برای بهینه‌سازی فرآیند تولید، دانشمندان راهی برای کاهش دمای ذوب شن با افزودن کربنات سدیم پیدا کردند.

با این حال، این امر مقاومت شیمیایی شیشه را کاهش می‌دهد. برای غلبه بر این مشکل، کربنات کلسیم به عنوان تثبیت‌کننده اضافه می‌شود که مقاومت ضربه‌ای شیشه را بهبود می‌بخشد.

به لطف پیشرفت‌های مداوم در فرآیندهای تولید، اکنون می‌توانیم از نور طبیعی از طریق پنجره‌های شیشه‌ای لذت ببریم و در عین حال از عناصر و محیط بیرون محافظت شویم.

تحقیقات روی شیشه همچنان کاربردهای بالقوه‌ی بسیار بیشتری را در آینده آشکار می‌کند.

منبع: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/vi-sao-anh-sang-co-the-xuyen-qua-kinh-20250818011425290.htm