Pourquoi la lumière peut-elle traverser le verre ?

(Dan Tri) - Les propriétés amorphes sont la raison fondamentale pour laquelle la lumière traverse le verre mais pas le bois.

Les portes en verre transparentes nous permettent de voir le monde extérieur directement depuis l'intérieur de la maison (Photo : Getty).

Dans la vie moderne, le verre est devenu un matériau indispensable, présent partout, des maisons aux magasins en passant par les immeubles de bureaux.

Qu'il fasse beau ou qu'il pleuve, les fenêtres en verre transparent nous permettent toujours de profiter de la vue extérieure sans nous soucier de la météo.

Cependant, peu de gens comprennent réellement le mécanisme de fonctionnement et pourquoi la lumière peut facilement pénétrer ce matériau familier.

Les fenêtres en verre sont apparues en Angleterre au XVIIe siècle. Depuis, l'industrie du verre n'a cessé de se développer, donnant naissance aux produits durables et parfaitement transparents que nous connaissons aujourd'hui.

Les recherches sur le verre se poursuivent, s’orientant vers des applications plus avancées, comme des matériaux autonettoyants ou encore du verre capable de se réparer après s’être brisé.

Pourquoi la lumière peut-elle traverser le verre ?

Les portes en verre transparent permettent à la lumière naturelle de pénétrer dans la maison (Photo : Pinterest).

La transparence du verre est étroitement liée à sa structure amorphe. Le verre est obtenu en faisant fondre du sable (contenant des cristaux de quartz) à haute température (plus de 1 600 degrés Celsius), puis en le refroidissant rapidement.

Ce processus fait que les atomes et les molécules n’ont pas le temps de s’organiser dans un certain ordre, formant un solide amorphe – un état intermédiaire entre le solide et le liquide.

Le professeur Philp Moriarty de l'Université de Nottingham, au Royaume-Uni, explique : « Dans des matériaux comme le verre, les électrons ont besoin de beaucoup d'énergie pour sauter entre les niveaux d'énergie, et les photons de lumière visible ne sont pas assez forts pour déclencher ce saut.

Au lieu d'être absorbée ou réfléchie, la lumière la traverse simplement. C'est pourquoi nous pouvons voir à travers le verre, car il est transparent à la lumière visible.

Il l'a également comparé au papier : « La raison pour laquelle vous ne pouvez pas voir à travers une feuille de papier mais pouvez facilement voir à travers une épaisse feuille de verre est que le verre est amorphe, il n'a donc pas d'ordre, mais il n'a pas non plus beaucoup de défauts.

Sur l'échelle des longueurs d'onde de la lumière, le verre est uniforme. Le papier est composé de nombreuses fibres, dont la taille, le diamètre, la largeur et l'espacement varient peu avec la longueur d'onde de la lumière, ce qui la diffuse. Il en résulte une feuille de papier opaque, qui ne laisse pas passer la lumière.

Le processus de fabrication affecte la transmission de la lumière

Pour créer du verre transparent, le sable de quartz est chauffé jusqu’à son point de fusion, ce qui provoque la décomposition de la structure cristalline du quartz.

Lorsqu'il est refroidi rapidement, le matériau se transforme en un solide amorphe. Ce refroidissement rapide contribue également à façonner et à durcir le matériau, le transformant ainsi en verre à vitre classique.

Pour optimiser le processus de production, les scientifiques ont trouvé un moyen de réduire la température de fusion du sable en ajoutant du carbonate de sodium.

Cependant, cela réduit la résistance chimique du verre. Pour y remédier, du carbonate de calcium est ajouté comme stabilisant, ce qui améliore la résistance aux chocs du verre.

Grâce aux améliorations constantes des procédés de fabrication, nous pouvons désormais profiter de la lumière naturelle à travers des fenêtres en verre tout en étant protégés des éléments et de l’environnement extérieur.

La recherche sur le verre continue d’ouvrir de nombreuses autres applications potentielles dans le futur.

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