Varför kan ljus passera genom glas?

(Dan Tri) - Den amorfa egenskapen är den grundläggande anledningen till att ljus passerar genom glas men inte genom trä.

Genomskinliga glasdörrar låter oss se omvärlden direkt inifrån huset (Foto: Getty).

I det moderna livet har glas blivit ett oumbärligt material, som finns överallt från hus, butiker till kontorsbyggnader.

Oavsett om det är soligt eller regnigt, låter de klara glasfönstren oss njuta av utsikten utan att oroa oss för vädret.

Men få människor förstår verkligen hur det fungerar och varför ljus lätt kan tränga igenom detta välbekanta material.

Glasfönster dök först upp i England på 1600-talet. Sedan dess har glasindustrin fortsatt att utvecklas och levererat de hållbara och helt transparenta produkter vi ser idag.

Forskningen om glas fortsätter och går mot mer avancerade tillämpningar, såsom självrengörande material eller till och med glas som kan läka sig självt efter att ha gått sönder.

Varför kan ljus passera genom glas?

Genomskinliga glasdörrar släpper in naturligt ljus i huset (Foto: Pinterest).

Glasets genomskinlighet är nära relaterad till dess amorfa struktur. Glas tillverkas genom att smälta sand (innehållande kvartskristaller) vid höga temperaturer (över 1 600 grader Celsius) och sedan kyla den snabbt.

Denna process gör att atomer och molekyler inte hinner ordna sig i en viss ordning, vilket bildar ett amorft fast ämne - ett mellanliggande tillstånd mellan fast och flytande ämne.

Professor Philp Moriarty från University of Nottingham i Storbritannien förklarar: "I material som glas behöver elektroner mycket energi för att hoppa mellan energinivåer, och fotoner från synligt ljus är inte tillräckligt starka för att utlösa det hoppet."

Istället för att absorberas eller reflekteras passerar ljuset helt enkelt igenom. Det är därför vi kan se genom glas, eftersom det är transparent för synligt ljus.

Han jämförde det också med papper: "Anledningen till att man inte kan se igenom ett pappersark men lätt kan se igenom en tjock glasskiva är att glas är amorft, så det har ingen ordning, men har inte heller många defekter."

På ljusets våglängdsskala är glas enhetligt. Papper består av många fibrer, och dessa fibrer – deras storlek, diameter, bredd, avstånd – varierar inte mycket med ljusets våglängd, och därför sprider de ljus. Resultatet är ett papper som är ogenomskinligt och inte tillåter ljus att passera igenom.

Tillverkningsprocessen påverkar ljusgenomsläppet

För att skapa klart glas värms kvartsand upp till sin smältpunkt, vilket gör att kvartsens kristallstruktur bryts ner.

När materialet kyls ner snabbt omvandlas det till ett amorft fast ämne. Den snabba kylningsprocessen hjälper också till att forma och härda materialet, vilket gör det till det välbekanta fönsterglaset.

För att optimera produktionsprocessen hittade forskare ett sätt att sänka sandens smälttemperatur genom att tillsätta natriumkarbonat.

Detta minskar dock glasets kemiska resistens. För att övervinna detta tillsätts kalciumkarbonat som stabilisator, vilket förbättrar glasets slagtålighet.

Tack vare ständiga förbättringar av tillverkningsprocesserna kan vi nu njuta av naturligt ljus genom glasfönster samtidigt som vi är skyddade från elementen och den yttre miljön.

Forskning om glas fortsätter att öppna upp många fler potentiella tillämpningar i framtiden.

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