De ce poate lumina să treacă prin sticlă?

(Dan Tri) - Proprietatea amorfă este motivul fundamental pentru care lumina trece prin sticlă, dar nu și prin lemn.

Ușile transparente din sticlă ne permit să vedem lumea exterioară direct din interiorul casei (Foto: Getty).

În viața modernă, sticla a devenit un material indispensabil, prezent peste tot, de la case, magazine până la clădiri de birouri.

Fie că e soare sau plouă, ferestrele din sticlă transparentă ne permit să ne bucurăm de priveliștea de afară fără să ne facem griji pentru vreme.

Totuși, puțini oameni înțeleg cu adevărat mecanismul de funcționare și de ce lumina poate pătrunde cu ușurință în acest material familiar.

Ferestrele din sticlă au apărut pentru prima dată în Anglia în secolul al XVII-lea. De atunci, industria sticlei a continuat să se dezvolte, oferind produsele durabile și perfect transparente pe care le vedem astăzi.

Cercetările asupra sticlei continuă, îndreptându-se spre aplicații mai avansate, cum ar fi materialele autocurățătoare sau chiar sticla care se poate vindeca singură după spargere.

De ce poate lumina să treacă prin sticlă?

Ușile transparente din sticlă permit luminii naturale să pătrundă în casă (Foto: Pinterest).

Transparența sticlei este strâns legată de structura sa amorfă. Sticla se obține prin topirea nisipului (care conține cristale de cuarț) la temperaturi ridicate (peste 1.600 de grade Celsius), apoi răcirea rapidă a acestuia.

Acest proces face ca atomii și moleculele să nu aibă timp să se aranjeze într-o anumită ordine, formând un solid amorf - o stare intermediară între solid și lichid.

Profesorul Philp Moriarty de la Universitatea din Nottingham, Marea Britanie, explică: „În materiale precum sticla, electronii au nevoie de multă energie pentru a trece de la un nivel la altul, iar fotonii luminii vizibile nu sunt suficient de puternici pentru a declanșa acest salt.

În loc să fie absorbită sau reflectată, lumina pur și simplu trece prin ea. De aceea putem vedea prin sticlă, deoarece aceasta este transparentă față de lumina vizibilă.

De asemenea, a comparat-o cu hârtia: „Motivul pentru care nu poți vedea printr-o foaie de hârtie, dar poți vedea cu ușurință printr-o foaie groasă de sticlă este pentru că sticla este amorfă, deci nu are ordine, dar nici nu are multe defecte.”

Pe scara lungimilor de undă a luminii, sticla este uniformă. Hârtia este alcătuită din multe fibre, iar aceste fibre – dimensiunea, diametrul, lățimea, spațierea – nu variază prea mult în funcție de lungimea de undă a luminii și, prin urmare, împrăștie lumina. Rezultatul este o hârtie opacă, care nu permite trecerea luminii.

Procesul de fabricație afectează transmisia luminii

Pentru a crea sticlă transparentă, nisipul de cuarț este încălzit până la punctul său de topire, ceea ce provoacă descompunerea structurii cristaline a cuarțului.

Când se răcește rapid, materialul se transformă într-un solid amorf. Procesul rapid de răcire ajută, de asemenea, la modelarea și întărirea materialului, transformându-l în geamul obișnuit pentru ferestre.

Pentru a optimiza procesul de producție, oamenii de știință au găsit o modalitate de a reduce temperatura de topire a nisipului prin adăugarea de carbonat de sodiu.

Totuși, acest lucru reduce rezistența chimică a sticlei. Pentru a depăși acest lucru, se adaugă carbonat de calciu ca stabilizator, ceea ce îmbunătățește rezistența la impact a sticlei.

Datorită îmbunătățirilor constante ale proceselor de fabricație, ne putem bucura acum de lumină naturală prin ferestrele de sticlă, fiind în același timp protejați de intemperii și de mediul exterior.

Cercetările asupra sticlei continuă să deschidă mult mai multe aplicații potențiale în viitor.

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