ترتبط الخصائص البصرية للنظارات بالسمات المميزة لتفاعل أشعة الضوء مع الزجاج. إن الخصائص البصرية هي التي تحدد جمال وأصالة المعالجة الزخرفية للأواني الزجاجية.
الانكسار والتشتتتميز انتظام انتشار الضوء في مادة ما ، اعتمادًا على هيكلها. انكسار الضوء هو تغيير في اتجاه انتشار الضوء أثناء انتقاله من وسط إلى آخر ، والذي يختلف عن الأول في قيمة سرعة الانتشار.
في التين. يوضح الشكل 6 مسار الحزمة أثناء مرورها عبر لوحة زجاجية موازية للمستوى. يصنع الشعاع الساقط زوايا مع السطح البيني عند نقطة السقوط. إذا انتقل الشعاع من الهواء إلى الزجاج ، فأنا زاوية السقوط ، و r هي زاوية الانكسار (في الشكل ، i> r ، لأن سرعة انتشار موجات الضوء في الهواء أكبر منها في الزجاج ، في هذا هواء الغلاف هو وسيط بصريًا أقل كثافة من الزجاج).
يتميز انكسار الضوء بمعامل الانكسار النسبي - نسبة سرعة الضوء في الوسط الذي يسقط منه الضوء على الواجهة إلى سرعة الضوء في الوسط الثاني. يتم تحديد معامل الانكسار من النسبة n = sin i / sin r. ليس لمؤشر الانكسار النسبي أي بُعد ، وبالنسبة للوسائط الشفافة ، يكون الهواء والزجاج دائمًا أكبر من الوحدة. على سبيل المثال ، مؤشرات الانكسار النسبية (بالنسبة للهواء): الماء - 1.33 ، الزجاج البلوري - 1.6 ، - 2.47.
أرز. 6. رسم تخطيطي للشعاع الذي يمر عبر لوح زجاجي موازٍ للطائرة
أرز. 7. الطيف المنشوري (المشتت) أ - تحلل الحزمة الضوئية بواسطة المنشور. ب - نطاقات ألوان الجزء المرئي
تشتت الضوءهو اعتماد معامل الانكسار على تردد الضوء (الطول الموجي). يتميز التشتت الطبيعي بزيادة في معامل الانكسار مع زيادة التردد أو انخفاض الطول الموجي.
بسبب التشتت ، يشكل شعاع الضوء الذي يمر عبر منشور زجاجي نطاق قوس قزح على شاشة مثبتة خلف المنشور - طيف موشوري (مشتت) (الشكل 7 ، أ). في الطيف ، يتم ترتيب الألوان في تسلسل معين ، بدءًا من البنفسجي إلى الأحمر (الشكل 7.6).
سبب تحلل الضوء (التشتت) هو اعتماد معامل الانكسار على تردد الضوء (الطول الموجي): كلما زاد تردد الضوء (طول موجي أقصر) ، زاد معامل الانكسار. في الطيف المنشوري ، يكون للأشعة البنفسجية أعلى تردد وأقل طول موجي ، والأشعة الحمراء لها أدنى تردد وأعلى طول موجي ، وبالتالي فإن الأشعة البنفسجية تنكسر أكثر من الأشعة الحمراء.
يعتمد معامل الانكسار والتشتت على تركيبة الزجاج ، ويعتمد معامل الانكسار أيضًا على الكثافة. كلما زادت الكثافة ، زاد معامل الانكسار. أكاسيد CaO و Sb 2 O 3 و PbO و BaO و ZnO والأكاسيد القلوية تزيد من معامل الانكسار ، وتؤدي إضافة SiO 2 إلى تقليله. يزداد التشتت مع إدخال Sb 2 O 3 و PbO. CaO و BaO لهما تأثير أقوى على معامل الانكسار مقارنة بالتشتت. تُستخدم النظارات التي تحتوي على ما يصل إلى 30٪ من PbO بشكل أساسي لإنتاج منتجات فنية عالية الجودة ، والأواني الزجاجية عالية الجودة المعرضة للطحن ، لأن PbO يزيد بشكل كبير من معامل الانكسار والتشتت.
انعكاس الضوء- ظاهرة تُلاحظ عندما يسقط الضوء على السطح البيني لوسائط غير متشابهة بصريًا وتتكون من تكوين موجة منعكسة تنتشر من السطح البيني إلى نفس الوسط الذي تأتي منه الموجة الساقطة. يتميز الانعكاس بمعامل انعكاس يساوي نسبة تدفق الضوء المنعكس إلى المنعكس.
ينعكس حوالي 4٪ من الضوء على السطح الزجاجي. يتم تعزيز التأثير الانعكاسي من خلال وجود العديد من الأسطح المصقولة (خيط ماسي ، واجهات).
إذا كانت المخالفات في الواجهة صغيرة مقارنة بطول موجة الضوء الساقط ، يحدث الانعكاس المرآوي ، إذا كانت المخالفات أكبر من الطول الموجي ، الانعكاس المنتشر ، حيث يتشتت الضوء على السطح في جميع الاتجاهات الممكنة. يُطلق على الانعكاس اسم انتقائي إذا لم يكن الانعكاس هو نفسه بالنسبة للضوء ذي الأطوال الموجية المختلفة. يوضح الانعكاس الانتقائي تلوين الأجسام غير الشفافة.
تشتت الضوء- ظاهرة لوحظت أثناء انتشار الموجات الضوئية في وسط مع عدم تجانس عشوائي موزعة وتتكون من تكوين موجات ثانوية تنتشر في جميع الاتجاهات الممكنة.
في الزجاج الشفاف العادي ، لا يوجد عمليا تشتت للضوء. إذا كان سطح الزجاج غير مستوٍ (زجاج مصنفر) أو عدم تجانس (بلورات ، شوائب) موزعة بالتساوي في سمك الزجاج ، فلا يمكن لموجات الضوء أن تمر عبر الزجاج دون تناثر ، وبالتالي فإن هذا الزجاج معتم.
انتقال الضوء وامتصاصهموضح على النحو التالي. عندما يمر شعاع ضوئي بكثافة I 0 عبر وسط شفاف (مادة) ، تضعف شدة التدفق الأولي وستكون شدة شعاع الضوء الخارج من الوسط شدة I< I 0 . Ослабление светового потока связано частично с явлениями отражения и рассеяния света, что главным образом происходит за счет поглощения световой энергии, обусловленного взаимодействием света с частицами среды.
يقلل الامتصاص من الشفافية الكلية للزجاج ، والتي تبلغ حوالي 93٪ لزجاج سيليكات الصودا والجير عديم اللون. يختلف امتصاص الضوء باختلاف الأطوال الموجية ، لذا فإن النظارات الملونة لها ألوان مختلفة. يرجع لون الزجاج (الجدول 2) ، الذي تدركه العين ، إلى لون ذلك الجزء من شعاع الضوء الساقط الذي يمر عبر الزجاج غير ممتص.
تعتبر مؤشرات النقل (الامتصاص) في المنطقة الطيفية المرئية مهمة لتقييم لون الزجاج عالي الجودة والإشارة والنظارات الملونة الأخرى ، في منطقة الأشعة تحت الحمراء - للعمليات التكنولوجية لصهر الزجاج وتشكيل المنتجات (الشفافية الحرارية للنظارات) ، في منطقة الأشعة فوق البنفسجية - للخصائص التشغيلية للزجاج (يجب أن تنقل المنتجات المصنوعة من الزجاج فوق البنفسجي الأشعة فوق البنفسجية ، والأشعة فوق البنفسجية - للاحتجاز).
الانكسار- تشعب الحزمة الضوئية عند المرور عبر وسط متباين الخواص بصريًا ، أي وسيط له خصائص مختلفة في اتجاهات مختلفة (على سبيل المثال ، معظم البلورات). تحدث هذه الظاهرة لأن معامل الانكسار يعتمد على اتجاه المتجه الكهربائي لموجة الضوء. يتحلل شعاع الضوء الذي يدخل البلورة إلى شعاعين - عادي وغير عادي. سرعات انتشار هذه الأشعة مختلفة. يتم قياس الانكسار من خلال الاختلاف في مسار الحزم ، نانومتر / سم.
مع التبريد أو التسخين غير المتكافئ للزجاج ، تنشأ ضغوط داخلية فيه ، مما يتسبب في حدوث انكسار ، أي أن الزجاج يشبه البلورة ثنائية الانكسار ، على سبيل المثال ، الكوارتز ، والميكا ، والجبس. تستخدم هذه الظاهرة للتحكم في جودة المعالجة الحرارية للزجاج ، خاصة التلدين والتلطيف.
بادئ ذي بدء ، دعنا نقول بضع كلمات عن المواد الصلبة والسوائل والغازات. في المادة الصلبة ، تنجذب الجزيئات بإحكام لبعضها البعض. لقد تمسكوا ببعضهم البعض حرفيا.
هذا هو السبب في أن المواد الصلبة لها شكل محدود ، مثل كرة أو مكعب. ولكن على الرغم من أن الجزيئات معبأة بإحكام شديد ، إلا أنها لا تزال تهتز قليلاً حول موضعها الأوسط (لا شيء في الطبيعة يقف ساكنًا).
الجزيئات في السوائل والغازات
في السوائل ، ترتبط الجزيئات بحرية أكبر مع بعضها البعض. ينزلقون ويتحركون بالنسبة لبعضهم البعض. لذلك ، السوائل سائلة وتشغل الحجم الكامل للوعاء الذي يتم سكبها فيه. في الغازات ، الجزيئات غير مرتبطة تمامًا ببعضها البعض. يطيرون بسرعات عالية في كل الاتجاهات. متوسط سرعة طيران جزيء الهيدروجين عند 0 درجة مئوية هو 5600 كيلومتر في الساعة. هناك مساحة كبيرة بين جزيئات الغاز. يمكنك المشي عبر سحابة غاز ولا حتى أن تلاحظها.
مواد ذات صلة:
كيف تصنع زينة عيد الميلاد؟
لماذا الغازات شفافة وليست صلبة؟
تلعب درجة الحرارة دورًا حاسمًا في تحديد ما إذا كانت مادة معينة صلبة أو سائلة أو غازية. تحت الضغط الطبيعي على سطح الأرض عند درجات حرارة 0 درجة مئوية وتحت ، يكون الماء مادة صلبة. عند درجات حرارة تتراوح بين 0 و 100 درجة مئوية ، يكون الماء سائلاً. عند درجات حرارة تزيد عن 100 درجة مئوية ، يكون الماء عبارة عن غاز. ينتشر البخار من المقلاة بالتساوي في جميع أنحاء المطبخ في جميع الاتجاهات.
بناءً على ما سبق ، لنفترض أنه يمكن للمرء أن يرى من خلال الغازات ، لكن لا يمكن رؤيته من خلال المواد الصلبة. لكن بعض المواد الصلبة ، مثل الزجاج ، شفافة مثل الهواء. كيف يعمل؟ تمتص معظم المواد الصلبة الضوء الساقط عليها. يتم إنفاق جزء من الطاقة الضوئية الممتصة على تدفئة الجسم. ينعكس معظم ضوء الحادث. لذلك ، نرى مادة صلبة ، لكن لا يمكننا أن نرى من خلالها.
مواد ذات صلة:
لماذا الزجاج شفاف؟
تمتص جزيئات الزجاج فوتونات الضوء الساقط. في نفس اللحظة ، تصدر جزيئات الزجاج نفس الفوتونات في نفس الاتجاه. يمتص الزجاج الفوتونات ويصدر نفس الفوتونات في نفس الاتجاه. هذه هي الطريقة التي يتضح من خلالها الزجاج أن يكون شفافًا ، أي أنه في الواقع ينقل الضوء. تحدث نفس القصة مع الماء والسوائل الأخرى عديمة اللون تقريبًا. تحمل الجزيئات معظم الضوء الساقط. يتم امتصاص بعض الفوتونات وتنفق طاقتها على تسخين السائل.
في الغازات ، الجزيئات على مسافات كبيرة من بعضها البعض. يمكن أن تمر الأشعة الضوئية عبر سحابة غازية دون أن تصادف جزيءًا واحدًا في طريقها. هذا هو الحال مع معظم فوتونات ضوء الشمس التي تمر عبر الغلاف الجوي للأرض. يتشتت الضوء عندما يصطدم بجزيئات الغاز. عندما يصطدم الضوء الأبيض بجزيء ، فإنه ينقسم إلى طيف لوني. لذلك ، على ما يبدو ، تبدو غازات الغلاف الجوي للأرض زرقاء. على الرغم من هذا ، فهي تعتبر شفافة.
مواد ذات صلة:
تكوين الغلاف الجوي للأرض ، حجم جزيء الهواء
إذا وجدت خطأً ، فيرجى تحديد جزء من النص والضغط على السيطرة + أدخل.
- ما هو زجاج البندقية و ...
- لماذا يتثاءب الانسان ولماذا ...
- لماذا لا يتعرف الشخص على ...
عندما كنت طفلاً ، سألت والدي ذات مرة ، "لماذا يسمح الزجاج بمرور الضوء؟" بحلول ذلك الوقت ، علمت أن الضوء عبارة عن تيار من الجسيمات تسمى الفوتونات ، وبدا لي مذهلاً كيف يمكن لجسيم صغير أن يطير عبر الزجاج السميك. أجاب الأب: لأنها شفافة. التزمت الصمت ، لأنني فهمت أن كلمة "شفافة" هي مجرد مرادف للتعبير "يسمح للضوء بالمرور" ، وأبي في الواقع لا يعرف الإجابة. لم تكن هناك إجابة في الكتب المدرسية أيضًا ، لكني أود أن أعرف. لماذا يسمح الزجاج بمرور الضوء؟
إجابه
لا يطلق الفيزيائيون الضوء على الضوء المرئي فحسب ، بل يطلقون أيضًا على الأشعة تحت الحمراء غير المرئية ، والأشعة فوق البنفسجية ، والأشعة السينية ، وأشعة جاما ، وموجات الراديو. المواد الشفافة لجزء واحد من الطيف (على سبيل المثال ، الضوء الأخضر) يمكن أن تكون معتمة لأجزاء أخرى من الطيف (الزجاج الأحمر ، على سبيل المثال ، لا ينقل الأشعة الخضراء). الزجاج العادي لا ينقل الأشعة فوق البنفسجية ، وزجاج الكوارتز شفاف للأشعة فوق البنفسجية. بالنسبة للأشعة السينية ، فإن المواد الشفافة عبارة عن مواد لا تنقل الضوء المرئي على الإطلاق. إلخ.
يتكون الضوء من جسيمات تسمى الفوتونات. تحمل الفوتونات ذات "الألوان" (الترددات) أجزاء مختلفة من الطاقة.
يمكن للمادة أن تمتص الفوتونات ، وتنقل الطاقة إليها وتسخنها (معروفة جيدًا لكل من يأخذ حمامًا شمسيًا على الشاطئ). يمكن أن ينعكس الضوء من الجوهر ، بعد دخوله إلى أعيننا ، فنرى الأشياء من حولنا ، وفي الظلام الدامس ، حيث لا توجد مصادر للضوء ، لا نرى شيئًا. ويمكن للضوء أن يمر عبر مادة - ثم نقول أن هذه المادة شفافة.
تمتص المواد المختلفة بنسب مختلفة الضوء وتعكسه وتنقله وبالتالي تختلف في خصائصها البصرية (أغمق وأخف ، ألوان مختلفة ، لمعان ، شفافية): يمتص السخام 95٪ من الضوء الساقط عليه ، ومرآة فضية مصقولة تعكس 98٪ من الضوء. تم إنشاء مادة تعتمد على الأنابيب النانوية الكربونية التي تعكس فقط 45 جزءًا من الألف في المائة من الضوء الساقط.
تُطرح أسئلة: متى تمتص المادة الفوتون ، ومتى تنعكس ، ومتى يمر عبر المادة؟ نحن مهتمون الآن بالسؤال الثالث فقط ، لكننا سنجيب على السؤال الأول طوال الطريق.
تفاعل الضوء والمادة هو تفاعل الفوتونات مع الإلكترونات. يمكن للإلكترون أن يمتص الفوتون ويمكن أن يصدر فوتونًا. لا يوجد انعكاس للفوتونات. انعكاس الفوتونات هو عملية من خطوتين: امتصاص الفوتون والانبعاث اللاحق للفوتون نفسه بالضبط.
إن الإلكترونات الموجودة في الذرة قادرة على احتلال مدارات معينة فقط ، ولكل منها مستوى طاقتها الخاص. تتميز ذرة كل عنصر كيميائي بمجموعتها الخاصة من مستويات الطاقة ، أي المدارات المسموح بها للإلكترونات (الأمر نفسه ينطبق على الجزيئات والبلورات وحالة المادة المكثفة: السخام والماس لهما نفس ذرات الكربون ، ولكن البصري تختلف خواص المواد ؛ المعادن ، الضوء العاكس الدقيق ، شفافة وحتى يتغير لونها (الذهب الأخضر) إذا كانت الأغشية الرقيقة مصنوعة منها ؛ الزجاج غير المتبلور لا ينقل الأشعة فوق البنفسجية ، والزجاج البلوري من نفس جزيئات أكسيد السيليكون يكون شفافًا حتى الأشعة فوق البنفسجية).
بعد امتصاص فوتون من طاقة معينة (لون) ، ينتقل الإلكترون إلى مدار أعلى. على العكس من ذلك ، من خلال إصدار فوتون ، يذهب الإلكترون إلى مدار منخفض. لا تستطيع الإلكترونات امتصاص وإصدار أي فوتونات ، ولكن فقط تلك التي تتوافق طاقتها (لونها) مع الاختلاف في مستويات الطاقة لهذه الذرة المعينة.
وبالتالي ، فإن الطريقة التي سيتصرف بها الضوء عندما يلتقي بمادة (منعكسة ، ممتصة ، تمر من خلالها) تعتمد على مستويات الطاقة المسموح بها لمادة معينة وما هي الطاقة التي تمتلكها الفوتونات (أي ما هو لون الضوء الساقط على المادة؟ ).
لكي يمتص أحد الإلكترونات في الذرة فوتونًا ، يجب أن يكون له طاقة محددة بدقة تقابل الاختلاف في طاقات أي مستويين من الطاقة للذرة ، وإلا فإنه سوف يطير. في الزجاج ، تكون المسافة بين مستويات الطاقة الفردية كبيرة ، ولا يوجد فوتون واحد من الضوء المرئي لديه الطاقة المقابلة ، والتي ستكون كافية للإلكترون ، بعد امتصاص الفوتون ، للقفز إلى مستوى طاقة أعلى. لذلك ، يسمح الزجاج بمرور فوتونات الضوء المرئي. لكن فوتونات الضوء فوق البنفسجي لديها طاقة كافية ، لذلك تمتص الإلكترونات هذه الفوتونات ويحتجز الزجاج الضوء فوق البنفسجي. في زجاج السيليكا ، تكون المسافة بين مستويات الطاقة المسموح بها (فجوة الطاقة) أكبر ، وبالتالي لا تحتوي فوتونات الضوء المرئي فحسب ، ولكن أيضًا على الأشعة فوق البنفسجية على طاقة كافية للإلكترونات لامتصاصها والانتقال إلى المستويات العليا المسموح بها.
إذن ، فوتونات الضوء المرئي تمر عبر الزجاج ، لأنها لا تملك الطاقة المناسبة لانتقال الإلكترونات إلى مستوى طاقة أعلى ، وبالتالي يظهر الزجاج شفافًا.
من خلال إضافة شوائب ذات طيف طاقة مختلف إلى الزجاج ، يمكن جعله ملونًا - سوف يمتص الزجاج فوتونات من طاقات معينة وينقل بقية فوتونات الضوء المرئي.
كانت هناك أوقات كانت تعتبر فيها البشرة السمراء علامة على انخفاض المنشأ ، وحاولت السيدات النبيلات حماية وجوههن وأيديهن من أشعة الشمس من أجل الحفاظ على شحوب أرستقراطي. في وقت لاحق ، تغير الموقف تجاه الدباغة - فقد أصبح سمة لا غنى عنها لشخص يتمتع بصحة جيدة وناجح. اليوم ، على الرغم من الجدل الدائر حول فوائد ومضار التعرض للشمس ، لا يزال لون البشرة البرونزي في ذروة شعبيته. لكن لا تتاح للجميع فرصة زيارة الشاطئ أو مقصورة التشمس الاصطناعي ، وفي هذا الصدد ، يهتم الكثيرون بما إذا كان من الممكن أخذ حمام شمس من خلال زجاج النافذة ، أو الجلوس ، على سبيل المثال ، على لوجيا مزجج أو علية تسخنها الشمس.
من المحتمل أن يكون كل سائق محترف أو مجرد شخص يقضي وقتًا طويلاً خلف عجلة القيادة قد لاحظ أن يديه ووجهه يتسمران قليلاً بمرور الوقت. الأمر نفسه ينطبق على العاملين في المكاتب الذين يجبرون على الجلوس في نافذة خالية من العوائق طوال وردية العمل. غالبًا ما تجد على وجوههم آثار حروق الشمس حتى في فصل الشتاء. وإذا لم يكن الشخص يتردد على صالونات التسمير ولا يقوم بنزهة يومية عبر المنتزهات ، فلن يكون من الممكن تفسير هذه الظاهرة إلا باستخدام تان من خلال الزجاج. فهل ينقل الزجاج الأشعة فوق البنفسجية وهل يمكنك أخذ حمام شمس عبر النافذة؟ دعونا نفهم ذلك.
طبيعة الدباغة
للإجابة على السؤال حول ما إذا كان من الممكن الحصول على السمرة من خلال زجاج نافذة عادي في سيارة أو على لوجيا ، تحتاج إلى معرفة بالضبط كيف تحدث عملية سواد الجلد والعوامل التي تؤثر عليها. بادئ ذي بدء ، تجدر الإشارة إلى أن الدباغة ليست أكثر من رد فعل وقائي للجلد للإشعاع الشمسي. تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية ، تبدأ خلايا البشرة (الخلايا الصباغية) في إنتاج مادة الميلانين (صبغة داكنة) ، والتي بسببها يكتسب الجلد صبغة برونزية. كلما زاد تركيز الميلانين في الطبقات العليا من الأدمة ، زادت كثافة تان. ومع ذلك ، ليست كل الأشعة فوق البنفسجية تسبب مثل هذا التفاعل ، ولكن فقط تلك التي تقع في نطاق طول موجي ضيق للغاية. تنقسم الأشعة فوق البنفسجية تقليديا إلى ثلاثة أنواع:
- أشعة أ (الموجة الطويلة)- عمليا لا يحتفظ به الغلاف الجوي ويصل بحرية إلى سطح الأرض. يعتبر هذا الإشعاع هو الأكثر أمانًا لجسم الإنسان ، لأنه لا ينشط تخليق الميلانين. كل ما يمكن القيام به هو التسبب في تغميق طفيف في الجلد ، وبعد ذلك فقط مع التعرض لفترة طويلة. ومع ذلك ، مع التعرض المفرط للأشعة طويلة الموجة ، تتلف ألياف الكولاجين ويصاب الجلد بالجفاف ، ونتيجة لذلك يبدأ في التقدم في السن بشكل أسرع. ويصاب بعض الناس بالحساسية من الشمس على وجه التحديد بسبب الأشعة A. يتغلب الإشعاع طويل الموجة بسهولة على سمك زجاج النوافذ ويؤدي إلى تلاشي تدريجي لورق الحائط وأسطح الأثاث والسجاد ، ولكن من المستحيل الحصول على تان كامل بمساعدته.
- أشعة ب (موجة متوسطة)- باقية في الغلاف الجوي وتصل جزئيًا فقط إلى سطح الأرض. هذا النوع من الإشعاع له تأثير مباشر على تخليق الميلانين في خلايا الجلد ويساهم في ظهور تان سريع. ومع تأثيره الشديد على الجلد ، تحدث حروق بدرجات متفاوتة. الأشعة B غير قادرة على اختراق زجاج النوافذ العادي.
- الأشعة C (الموجة القصيرة)- تمثل خطرًا كبيرًا على جميع الكائنات الحية ، ولكن لحسن الحظ ، يتم تحييدها بالكامل تقريبًا بواسطة الغلاف الجوي ، دون الوصول إلى سطح الأرض. يمكن للمرء أن يواجه مثل هذا الإشعاع في أعالي الجبال فقط ، ولكن حتى هناك يكون تأثيره ضعيفًا للغاية.
يميز الفيزيائيون نوعًا آخر من الأشعة فوق البنفسجية - المتطرفة ، وغالبًا ما يستخدم مصطلح "الفراغ" بسبب حقيقة أن الموجات من هذا النطاق يمتصها الغلاف الجوي للأرض تمامًا ولا تسقط على سطح الأرض.
هل يمكنك تسمير الزجاج؟
ما إذا كان يمكنك الحصول على تان من خلال زجاج النافذة أم لا يعتمد بشكل مباشر على خصائصه. الحقيقة هي أن النظارات من أنواع مختلفة ، كل منها يتأثر بالأشعة فوق البنفسجية بطرق مختلفة. وبالتالي ، يتمتع الزجاج العضوي بقدرة نقل عالية ، مما يجعل من الممكن ضمان مرور الطيف الكامل للإشعاع الشمسي. وينطبق الشيء نفسه على زجاج الكوارتز ، الذي يستخدم في مصابيح أسِرَّة الدباغة وفي أجهزة تطهير المباني. ينقل الزجاج العادي ، المستخدم في المباني السكنية والسيارات ، أشعة الموجة الطويلة من النوع A بشكل حصري ، ومن المستحيل أخذ حمام شمس من خلاله. إنها مسألة أخرى إذا قمت باستبدالها بزجاج شبكي. ثم يمكنك أخذ حمام شمس والاستمتاع بسمرة جميلة على مدار السنة تقريبًا.
على الرغم من وجود أوقات يقضي فيها الشخص بعض الوقت تحت أشعة الشمس يمر عبر النافذة ، ثم يجد سمرة فاتحة على المناطق المفتوحة من الجلد. بالطبع ، إنه واثق تمامًا من أنه أصيب بحروق الشمس على وجه التحديد من خلال التشمس من خلال الزجاج. ولكنه ليس كذلك. هناك تفسير بسيط للغاية لهذه الظاهرة: يحدث تغيير في الظل في هذه الحالة نتيجة تنشيط كمية صغيرة من الصبغة المتبقية (الميلانين) ، الموجودة في خلايا الجلد ، والتي يتم إنتاجها تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية من النوع ب. . كقاعدة عامة ، هذا "تان" مؤقت ، أي أنه يختفي بسرعة. باختصار ، من أجل الحصول على تان كامل ، تحتاج إما إلى زيارة مقصورة التشمس الاصطناعي أو أخذ حمامات شمسية بانتظام ، ولن يعمل ذلك على إحداث تغيير في لون البشرة الطبيعي نحو لون أغمق من خلال نافذة عادية أو سيارة. زجاج.
هل أحتاج للدفاع عن نفسي؟
فقط أولئك الذين لديهم بشرة حساسة للغاية ولديهم استعداد لظهور البقع العمرية يجب أن يقلقوا بشأن ما إذا كان من الممكن الحصول على سمرة من خلال الزجاج. يُنصح باستخدام منتجات خاصة باستمرار مع حد أدنى من الحماية (SPF). يجب تطبيق مستحضرات التجميل هذه بشكل أساسي على الوجه والعنق والصدر. ومع ذلك ، فإنه لا يستحق الحماية بنشاط كبير من الأشعة فوق البنفسجية ، وخاصة الطول الموجي الطويل ، لأن أشعة الشمس باعتدال مفيدة للغاية بل وضرورية للعمل الطبيعي لجسم الإنسان.
انظر خارج النافذة. إذا كنت ترتدي نظارة ، فارتديها. خذ منظارك ولا تنس العدسة المكبرة. ماذا ترى؟ بغض النظر عما تنظر إليه ، لن تتداخل طبقات الزجاج المتعددة مع رؤيتك. ولكن كيف تكون هذه المادة الصلبة غير مرئية عمليًا؟
لفهم هذا ، عليك أن تعرف بنية الزجاج وطبيعة أصله.
يبدأ كل شيء بقشرة الأرض ، والتي تتكون في الغالب من السيليكون والأكسجين. تتشكل هذه العناصر في تفاعل ثاني أكسيد السيليكون ، حيث يتم ترتيب جزيئاته في شبكة بلورية منتظمة من الكوارتز. على وجه الخصوص ، فإن الرمال المستخدمة في صناعة الزجاج غنية بالكوارتز البلوري. ربما تعلم أن الزجاج صلب ولا يتكون من قطع صغيرة من الكوارتز على الإطلاق ، وهذا ليس من قبيل الصدفة.
أولاً ، تعكس الحواف الخشنة لحبيبات الرمل والعيوب الدقيقة في التركيب البلوري الضوء الساقط وتبدده. ولكن إذا تم تسخين الكوارتز إلى درجات حرارة عالية ، فستبدأ الجزيئات في الاهتزاز أكثر ، مما سيؤدي إلى تكسير الرابطة بينها. وستتحول البلورة نفسها إلى سائل ، تمامًا كما يتحول الجليد إلى ماء. صحيح ، مع الاختلاف الوحيد: عند التبريد ، لن يتم جمع جزيئات الكوارتز مرة أخرى في البلورة. على العكس من ذلك ، عندما تفقد الجزيئات الطاقة ، تقل احتمالية الطلب فقط. والنتيجة جسم غير متبلور. مادة صلبة بخصائص السائل ، والتي تتميز بعدم وجود حدود بين البلورات. بفضل هذا ، على المستوى المجهري ، يصبح الزجاج متجانسًا. يمر الضوء الآن عبر المادة دون عوائق تقريبًا.
لكن هذا لا يفسر لماذا ينقل الزجاج الضوء ولا يمتصه مثل المواد الصلبة الأخرى. الإجابة تكمن في المقياس الأصغر ، داخل الذرة. على الرغم من أن الكثيرين يدركون أن الذرة تتكون من نواة وأن الإلكترونات تدور حولها ، فكم من يعرف أن الذرة هي فراغ كامل تقريبًا؟ إذا كانت الذرة بحجم ملعب كرة قدم ، فإن النواة ستكون بحجم حبة البازلاء في وسط الحقل ، وستكون الإلكترونات عبارة عن حبيبات صغيرة من الرمل في مكان ما في الصفوف الخلفية. وبالتالي ، هناك مساحة أكثر من كافية للمرور الحر للضوء.
السؤال ليس لماذا الزجاج شفاف ، ولكن لماذا الأشياء الأخرى ليست شفافة. يتعلق الأمر كله بمستويات الطاقة التي توجد عندها الإلكترونات في الذرة. يمكنك تخيلهم كصفوف مختلفة في ملعبنا. للإلكترون مكان محدد في أحد الصفوف. ومع ذلك ، إذا كان لديه ما يكفي من الطاقة ، يمكنه القفز إلى صف آخر. في بعض الحالات ، يوفر امتصاص أحد الفوتونات التي تمر عبر الذرة الطاقة اللازمة. ولكن هنا تكمن المشكلة. لنقل إلكترون من صف إلى صف ، يجب أن يكون للفوتون قدر محدد من الطاقة ، وإلا فإنه سوف يطير من خلاله. هذا هو الحال مع الزجاج. الصفوف متباعدة جدًا لدرجة أن طاقة الفوتون المرئي ليست كافية ببساطة لتحريك الإلكترونات بينها.
وفوتونات الطيف فوق البنفسجي لديها طاقة كافية ، لذلك يتم امتصاصها ، وهنا ، بغض النظر عن مدى صعوبة المحاولة ، بالاختباء خلف الزجاج ، لن يتم تسميرك. على مدار القرن الذي مضى منذ إنتاج الزجاج ، كان الناس يقدرون تمامًا خاصية الزجاج الفريدة المتمثلة في الصلابة والشفافية. من النوافذ التي تسمح بدخول ضوء النهار وتحمي من العناصر ، إلى الأجهزة التي تسمح لك بالنظر بعيدًا في الفضاء ، أو مراقبة العوالم المجهرية.
تحرم الحضارة الحديثة من الزجاج ، وماذا سيتبقى منها؟ من الغريب أننا نادرًا ما نفكر في مدى أهميته. على الأرجح ، يحدث هذا لأن الزجاج يظل غير مرئي لكونه شفافًا ، وننسى أنه كذلك.
الكلمات الدالة:هيكل من الزجاج ، أصل الزجاج ، العلوم في تجربة البوابة ، مقالات علمية
جار التحميل ...