Чому світло може проходити крізь скло?

(Ден Трі) - Аморфна властивість є основною причиною, чому світло проходить крізь скло, але не крізь дерево.

Прозорі скляні двері дозволяють нам бачити зовнішній світ прямо зсередини будинку (Фото: Getty).

У сучасному житті скло стало незамінним матеріалом, присутнім скрізь: від будинків, магазинів до офісних будівель.

Незалежно від того, сонячно чи дощить, прозорі скляні вікна дозволяють нам насолоджуватися краєвидом зовні, не турбуючись про погоду.

Однак мало хто справді розуміє механізм дії та чому світло може легко проникати крізь цей знайомий матеріал.

Скляні вікна вперше з'явилися в Англії в 17 столітті. Відтоді скляна промисловість продовжує розвиватися, пропонуючи міцні та ідеально прозорі вироби, які ми бачимо сьогодні.

Дослідження скла тривають, рухаючись у напрямку більш просунутих застосувань, таких як самоочисні матеріали або навіть скло, яке може самовідновлюватися після розбиття.

Чому світло може проходити крізь скло?

Прозорі скляні двері дозволяють природному світлу проникати в будинок (Фото: Pinterest).

Прозорість скла тісно пов'язана з його аморфною структурою. Скло виготовляють шляхом плавлення піску (що містить кристали кварцу) за високих температур (понад 1600 градусів Цельсія) з подальшим швидким охолодженням.

Цей процес призводить до того, що атоми та молекули не встигають розташуватися в певному порядку, утворюючи аморфне тверде тіло – проміжний стан між твердим і рідким.

Професор Філп Моріарті з Ноттінгемського університету, Велика Британія, пояснює: «У таких матеріалах, як скло, електронам потрібна велика енергія для переходу між енергетичними рівнями, а фотони видимого світла недостатньо сильні, щоб викликати цей стрибок».

Замість того, щоб поглинатися чи відбиватися, світло просто проходить крізь нього. Ось чому ми можемо бачити крізь скло, бо воно прозоре для видимого світла.

Він також порівняв це з папером: «Причина, чому ви не можете бачити крізь аркуш паперу, але легко можете бачити крізь товстий лист скла, полягає в тому, що скло аморфне, тому воно не має порядку, але також не має багатьох дефектів».

На шкалі довжин хвиль світла скло є однорідним. Папір складається з багатьох волокон, і ці волокна – їхній розмір, діаметр, ширина, відстань між ними – не сильно змінюються з довжиною хвилі світла, тому вони розсіюють світло. В результаті виходить папір, який є непрозорим, не пропускаючи світло.

Процес виробництва впливає на пропускання світла

Щоб створити прозоре скло, кварцовий пісок нагрівають до точки плавлення, що призводить до руйнування кристалічної структури кварцу.

При швидкому охолодженні матеріал перетворюється на аморфну ​​тверду речовину. Процес швидкого охолодження також допомагає формувати та затвердівати матеріал, перетворюючи його на звичне віконне скло.

Щоб оптимізувати виробничий процес, вчені знайшли спосіб знизити температуру плавлення піску, додаючи карбонат натрію.

Однак це знижує хімічну стійкість скла. Щоб подолати це, додають карбонат кальцію як стабілізатор, що покращує ударостійкість скла.

Завдяки постійному вдосконаленню виробничих процесів, ми тепер можемо насолоджуватися природним світлом через скляні вікна, будучи захищеними від негоди та зовнішнього середовища.

Дослідження скла продовжують відкривати багато нових потенційних застосувань у майбутньому.

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