Pourquoi la lumière peut-elle traverser le verre ?

(Dan Tri) - La propriété amorphe est la raison fondamentale pour laquelle la lumière traverse le verre mais pas le bois.

Les portes vitrées 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 de profiter de la vue extérieure sans nous soucier des conditions météorologiques.

Cependant, rares sont ceux qui comprennent réellement son mécanisme de fonctionnement et pourquoi la lumière peut si facilement pénétrer ce matériau pourtant familier.

Les premières fenêtres en verre sont apparues en Angleterre au XVIIe siècle. Depuis lors, l'industrie verrière n'a cessé de se développer, offrant les produits durables et parfaitement transparents que nous connaissons aujourd'hui.

Les recherches sur le verre se poursuivent et s'orientent vers des applications plus avancées, comme les matériaux autonettoyants ou même le verre capable de s'autoréparer après une casse.

Pourquoi la lumière peut-elle traverser le verre ?

Les portes vitrées transparentes laissent entrer la lumière naturelle dans la maison (Photo : Pinterest).

La transparence du verre est étroitement liée à sa structure amorphe. Le verre est fabriqué 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 empêche les atomes et les molécules de s'organiser dans un certain ordre, formant ainsi un solide amorphe – un état intermédiaire entre le solide et le liquide.

Le professeur Philip 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 passer d'un niveau d'énergie à un autre, et les photons de la lumière visible ne sont pas suffisamment puissants pour déclencher ce passage.

Au lieu d'être absorbée ou réfléchie, la lumière traverse simplement le matériau. 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 on ne peut pas voir à travers une feuille de papier mais qu'on peut facilement voir à travers une épaisse plaque de verre est que le verre est amorphe, donc il n'a pas d'ordre, mais il ne présente pas non plus beaucoup de défauts.

Sur l'échelle des longueurs d'onde de la lumière, le verre est uniforme. Le papier, quant à lui, est composé de nombreuses fibres dont la taille, le diamètre, la largeur et l'espacement varient peu avec la longueur d'onde, ce qui provoque la diffusion de la lumière. Il en résulte un 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 rupture de la structure cristalline du quartz.

Refroidi rapidement, le matériau se transforme en un solide amorphe. Ce refroidissement rapide permet également de le façonner et de le durcir, lui donnant ainsi le aspect du verre à vitre que nous connaissons.

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

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

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

Les recherches sur le verre continuent d'ouvrir la voie à de nombreuses autres applications potentielles à l'avenir.

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