Mengapa cahaya dapat menembus kaca?

(Dan Tri) - Sifat amorf adalah alasan dasar mengapa cahaya melewati kaca tetapi tidak melewati kayu.

Pintu kaca transparan memungkinkan kita melihat dunia luar langsung dari dalam rumah (Foto: Getty).

Dalam kehidupan modern, kaca telah menjadi material yang tidak terpisahkan, hadir di mana-mana mulai dari rumah, toko hingga gedung perkantoran.

Baik cuaca cerah atau hujan, jendela kaca transparan tetap memungkinkan kita menikmati pemandangan luar tanpa khawatir dengan cuaca.

Namun, hanya sedikit orang yang benar-benar memahami mekanisme operasinya dan mengapa cahaya dapat dengan mudah menembus bahan yang sudah dikenal ini.

Jendela kaca pertama kali muncul di Inggris pada abad ke-17. Sejak saat itu, industri kaca terus berkembang, menghasilkan produk-produk yang tahan lama dan transparan sempurna seperti yang kita miliki saat ini.

Penelitian terhadap kaca terus berlanjut, bergerak menuju aplikasi yang lebih maju, seperti bahan yang dapat membersihkan sendiri atau bahkan kaca yang dapat memperbaiki dirinya sendiri setelah pecah.

Mengapa cahaya dapat menembus kaca?

Pintu kaca transparan memungkinkan cahaya alami masuk ke dalam rumah (Foto: Pinterest).

Transparansi kaca berkaitan erat dengan struktur amorfnya. Kaca dibuat dengan melelehkan pasir (mengandung kristal kuarsa) pada suhu tinggi (di atas 1.600 derajat Celsius), lalu mendinginkannya dengan cepat.

Proses ini menyebabkan atom dan molekul tidak mempunyai waktu untuk tersusun dalam urutan tertentu, sehingga membentuk padatan amorf - keadaan peralihan antara padat dan cair.

Profesor Philp Moriarty dari Universitas Nottingham, Inggris, menjelaskan: "Pada bahan seperti kaca, elektron membutuhkan banyak energi untuk berpindah antar tingkat energi, dan foton cahaya tampak tidak cukup kuat untuk memicu lompatan tersebut.

Alih-alih diserap atau dipantulkan, cahaya hanya melewatinya. Itulah sebabnya kita dapat melihat menembus kaca, karena kaca transparan terhadap cahaya tampak.

Ia juga membandingkannya dengan kertas: "Alasan Anda tidak dapat melihat melalui selembar kertas tetapi dapat dengan mudah melihat melalui selembar kaca tebal adalah karena kaca bersifat amorf, jadi tidak memiliki keteraturan, tetapi juga tidak memiliki banyak cacat.

Pada skala panjang gelombang cahaya, kaca bersifat seragam. Kertas terdiri dari banyak serat, dan serat-serat ini—ukuran, diameter, lebar, dan jaraknya—tidak banyak berubah terhadap panjang gelombang cahaya, sehingga mereka menyebarkan cahaya. Hasilnya adalah selembar kertas yang buram, sehingga cahaya tidak dapat menembusnya.

Proses manufaktur mempengaruhi transmisi cahaya

Untuk membuat kaca bening, pasir kuarsa dipanaskan hingga titik lelehnya, menyebabkan struktur kristal kuarsa rusak.

Ketika didinginkan dengan cepat, material tersebut berubah menjadi padatan amorf. Proses pendinginan yang cepat juga membantu membentuk dan mengeraskan material, mengubahnya menjadi kaca jendela yang umum.

Untuk mengoptimalkan proses produksi, para ilmuwan menemukan cara untuk menurunkan suhu leleh pasir dengan menambahkan natrium karbonat.

Namun, hal ini mengurangi ketahanan kimia kaca. Untuk mengatasi hal ini, kalsium karbonat ditambahkan sebagai penstabil, yang meningkatkan ketahanan benturan kaca.

Berkat perbaikan berkelanjutan dalam proses manufaktur, kita sekarang dapat menikmati cahaya alami melalui jendela kaca sambil terlindungi dari unsur-unsur dan lingkungan luar.

Penelitian terhadap kaca terus membuka lebih banyak lagi aplikasi potensial di masa mendatang.

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