Klaaside optilised omadused on seotud valguskiirte ja klaasi vastasmõju iseloomulike tunnustega. Just optilised omadused määravad klaasnõude dekoratiivse töötlemise ilu ja originaalsuse.
Murdumine ja dispersioon iseloomustavad valguse levimise seaduspärasusi aines sõltuvalt selle struktuurist. Valguse murdumine on valguse levimissuuna muutus selle üleminekul ühest keskkonnast teise, mis erineb esimesest levikiiruse väärtuse poolest.
Joonisel fig. 6 näitab tala teekonda, kui see läbib tasapinnalist paralleelset klaasplaati. Langev kiir moodustab langemispunktis liidesega normaalsega nurgad. Kui kiir läheb õhust klaasi, siis i on langemisnurk, r murdumisnurk (joonisel i> r, kuna valguslainete levimiskiirus õhus on suurem kui klaasis, selles korpuse õhk on optiliselt vähem tihe keskkond kui klaas).
Valguse murdumist iseloomustab suhteline murdumisnäitaja – valguse kiiruse suhe keskkonnas, kust valgus langeb liidesele, valguse kiiruse suhe teises keskkonnas. Murdumisnäitaja määratakse suhtega n = sin i / sin r. Suhtelisel murdumisnäitajal pole mõõtmeid ja läbipaistva kandja puhul on õhuklaas alati suurem kui ühtsus. Näiteks suhtelised murdumisnäitajad (õhu suhtes): vesi - 1,33, kristallklaas - 1,6, - 2,47.
Riis. 6. Tasapinnaliselt paralleelset klaasplaati läbiva tala skeem
Riis. 7. Prismaatiline (dispersiivne) spekter a - valguskiire lagunemine prisma abil; b - nähtava osa värvivahemikud
Kerge dispersioon on murdumisnäitaja sõltuvus valguse sagedusest (lainepikkusest). Normaalset dispersiooni iseloomustab murdumisnäitaja suurenemine sageduse suurenemise või lainepikkuse vähenemisega.
Klaasprismat läbiv valgusvihk moodustab dispersiooni tõttu prisma taha paigaldatud ekraanile vikerkaareriba - prismaatilise (dispersiivse) spektri (joon. 7, a). Spektris paiknevad värvid kindlas järjestuses, ulatudes violetsest punaseni (joonis 7.6).
Valguse lagunemise (dispersiooni) põhjuseks on murdumisnäitaja sõltuvus valguse sagedusest (lainepikkus): mida kõrgem on valguse sagedus (lühem lainepikkus), seda suurem on murdumisnäitaja. Prismaatilises spektris on violetsetel kiirtel kõrgeim sagedus ja madalaim lainepikkus ning punastel kiirtel kõige väiksem sagedus ja lainepikkus, seetõttu murduvad violetsed kiired rohkem kui punased.
Klaasi koostisest sõltuvad murdumisnäitaja ja dispersioon, samuti sõltub murdumisnäitaja tihedusest. Mida suurem on tihedus, seda suurem on murdumisnäitaja. Oksiidid CaO, Sb 2 O 3, PbO, BaO, ZnO ja aluselised oksiidid suurendavad murdumisnäitajat, SiO 2 lisamine vähendab seda. Dispersioon suureneb Sb 2 O 3 ja PbO lisamisega. CaO ja BaO mõjutavad murdumisnäitajat tugevamalt kui dispersiooni. Kuni 30% PbO-d sisaldavaid klaase kasutatakse peamiselt väga kunstiliste toodete, kvaliteetsete jahvatatud klaasnõude tootmiseks, kuna PbO suurendab märkimisväärselt murdumisnäitajat ja dispersiooni.
Valguse peegeldus- nähtus, mida täheldatakse siis, kui valgus langeb kahe optiliselt erineva keskkonna liidesele ja seisneb peegeldunud laine moodustumises, mis levib liideselt samasse keskkonda, kust langev laine pärineb. Peegeldust iseloomustab peegelduskoefitsient, mis on võrdne peegeldunud valgusvoo ja langeva valgusvoo suhtega.
Umbes 4% valgusest peegeldub klaasi pinnalt. Peegeldusefekti suurendab arvukate poleeritud pindade olemasolu (teemantniit, lihvimine).
Kui liidese ebakorrapärasused on langeva valguse lainepikkusega võrreldes väikesed, siis tekib peegeldumine, kui ebakorrapärasused on lainepikkusest suuremad, hajus peegeldus, mille korral valgus hajub pinnale kõikides võimalikes suundades. Peegeldust nimetatakse selektiivseks, kui peegelduvus pole erineva lainepikkusega valguse puhul sama. Valikuline peegeldus selgitab läbipaistmatute kehade värvi.
Valguse hajumine- nähtus, mida täheldatakse valguslainete levimisel juhuslikult jaotunud ebahomogeensusega keskkonnas ja mis seisneb sekundaarsete lainete tekkes, mis levivad kõigis võimalikes suundades.
Tavalises läbipaistvas klaasis valguse hajumist praktiliselt ei esine. Kui klaasi pind on ebaühtlane (mattklaas) või ebahomogeensused (kristallid, lisandid) on klaasi paksuses ühtlaselt jaotunud, siis ei saa valguslained läbi klaasi hajumata läbi minna ja seetõttu on selline klaas läbipaistmatu.
Valguse läbilaskvus ja neeldumine selgitatakse järgmiselt. Kui valguskiir intensiivsusega I 0 läbib läbipaistvat keskkonda (ainet), siis algvoo intensiivsus nõrgeneb ja keskkonnast väljuv valguskiir on intensiivsusega 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.
Imendumine vähendab klaasi üldist läbipaistvust, mis on värvitu sooda-lubi-silikaatklaasi puhul ligikaudu 93%. Valguse neeldumine on erinevatel lainepikkustel erinev, seega on värvilised klaasid erinevat värvi. Silmaga tajutava klaasi värvi (tabel 2) määrab langeva valguskiire selle osa värvus, mis läbis klaasi neeldumata.
Läbilaske- (neeldumis) indikaatorid nähtavas spektripiirkonnas on olulised kvaliteetsete, signaal- ja muude värviliste klaaside värvuse hindamiseks, infrapunapiirkonnas - klaasi sulatamise ja toodete vormimise tehnoloogiliste protsesside jaoks (klaaside termiline läbipaistvus), ultraviolettkiirguses - klaaside tööomaduste jaoks (uviolklaasist valmistatud tooted peaksid ultraviolettkiirgust läbi laskma ja konteinerid - kinni pidama).
Kahepoolne murdumine- valgusvihu kahestumine optiliselt anisotroopse keskkonna, st keskkonna, millel on erinevad omadused eri suundades (näiteks enamik kristalle), läbimisel. See nähtus ilmneb seetõttu, et murdumisnäitaja sõltub valguslaine elektrivektori suunast. Kristalli sisenev valguskiir laguneb kaheks - tavaliseks ja erakordseks. Nende kiirte levimiskiirused on erinevad. Kahemõrduvust mõõdetakse kiirte teekonna erinevusega, nm / cm.
Klaasi ebaühtlase jahutamise või kuumutamise korral tekivad selles sisemised pinged, mis põhjustavad kahekordset murdumist, see tähendab, et klaasi võrreldakse kahekihilise kristalliga, näiteks kvarts, vilgukivi, kips. Seda nähtust kasutatakse klaasi kuumtöötluse, peamiselt lõõmutamise ja karastamise kvaliteedi kontrollimiseks.
Alustuseks ütleme paar sõna tahkete ainete, vedelike ja gaaside kohta. Tahkes aines on molekulid üksteisega tihedalt tõmbunud. Nad jäid sõna otseses mõttes kokku.
Seetõttu on tahketel ainetel piiratud kuju, näiteks pall või kuubik. Kuid kuigi molekulid on väga tihedalt kokku pakitud, vibreerivad nad siiski kergelt oma keskmise asendi ümber (looduses ei seisa miski paigal).
Molekulid vedelikes ja gaasides
Vedelikes on molekulid üksteisega vabamalt seotud. Nad libisevad ja liiguvad üksteise suhtes. Seetõttu on vedelikud vedelad ja hõivavad kogu anuma mahu, millesse need valatakse. Gaasides on molekulid üksteisega täiesti mitteseotud. Nad lendavad suurel kiirusel igas suunas. Vesinikumolekuli keskmine lennukiirus temperatuuril 0 kraadi Celsiuse järgi on 5600 kilomeetrit tunnis. Gaasi molekulide vahel on palju vaba ruumi. Võite kõndida läbi gaasipilve ja seda isegi mitte märgata.
Seotud materjalid:
Kuidas valmivad jõulumänguasjad?
Miks on gaasid läbipaistvad, kuid mitte tahked?
Temperatuur mängib otsustavat rolli selles, kas aine on tahke, vedel või gaasiline. Tavalise rõhu all maapinnal temperatuuril 0 kraadi Celsiuse järgi ja alla selle on vesi tahke aine. Temperatuuril 0–100 kraadi Celsiuse järgi on vesi vedel. Temperatuuril üle 100 kraadi Celsiuse järgi on vesi gaas. Pannilt tulev aur levib ühtlaselt üle kogu köögi igas suunas.
Eelneva põhjal oletame, et läbi gaaside on näha, aga läbi tahkete ainete see võimatu. Kuid mõned tahked ained, näiteks klaas, on läbipaistvad nagu õhk. Kuidas see töötab? Enamik tahkeid aineid neelab neile langeva valguse. Osa neeldunud valgusenergiast kulub keha soojendamiseks. Suurem osa langevast valgusest peegeldub. Seetõttu näeme tahket, kuid ei näe sellest läbi.
Seotud materjalid:
Miks on klaas läbipaistev?
Klaasmolekulid neelavad sellele langeva valguse footoneid. Samal hetkel kiirgavad klaasimolekulid samu footoneid samas suunas. Klaas neelab footoneid ja kiirgab samu footoneid samas suunas. Nii osutub klaas läbipaistvaks, st tegelikult laseb valgust läbi. Sama lugu juhtub vee ja muude praktiliselt värvitute vedelikega. Enamikku langevast valgusest kannavad molekulid. Osa footoneid neeldub ja nende energia kulub vedeliku soojendamiseks.
Gaasides on molekulid üksteisest suurel kaugusel. Valguskiired võivad läbida gaasipilve, kohtamata teel ühtki molekuli. See on nii enamiku päikesevalguse footonitega, mis läbivad Maa atmosfääri. Valgus hajub, kui see põrkub gaasimolekulidega. Kui valge valgus põrkub molekuliga, jaguneb see värvispektriks. Seetõttu näivad Maa atmosfääri gaasid ilmselt sinised. Sellest hoolimata peetakse neid läbipaistvaks.
Seotud materjalid:
Maa atmosfääri koostis, õhumolekuli suurus
Kui leiate vea, valige tekstiosa ja vajutage Ctrl + Enter.
- Mis on Veneetsia klaas ja ...
- Miks inimene haigutab ja miks ...
- Miks inimene ei tunne oma ...
Lapsena küsisin kord isalt: "Miks klaas valgust läbi laseb?" Selleks ajaks olin õppinud, et valgus on osakeste voog, mida nimetatakse footoniteks, ja mulle tundus hämmastav, kuidas nii väike osake suutis läbi paksu klaasi lennata. Isa vastas: "Sest see on läbipaistev." Ma vaikisin, sest sain aru, et "läbipaistev" on lihtsalt sünonüüm väljendile "laseb valgust läbi" ja tegelikult ei tea isa sellele vastust. Ka kooliõpikutes polnud vastust, aga tahaks teada. Miks laseb klaas valgust läbi?
Vastus
Füüsikud nimetavad valgust mitte ainult nähtavaks valguseks, vaid ka nähtamatuks infrapunakiirguseks, ultraviolettkiirguseks, röntgenikiirguseks, gammakiirguseks, raadiolaineteks. Materjalid, mis on spektri ühe osa (näiteks rohelise valguse) jaoks läbipaistvad, võivad olla spektri teiste osade jaoks läbipaistmatud (näiteks punane klaas ei edasta rohelisi kiiri). Tavaline klaas ei lase ultraviolettkiirgust läbi ja kvartsklaas on ultraviolettkiirgusele läbipaistev. Röntgenikiirguse puhul on läbipaistvad materjalid materjalid, mis nähtavat valgust üldse läbi ei lase. Jne.
Valgus koosneb osakestest, mida nimetatakse footoniteks. Erinevate "värvide" (sagedustega) footonid kannavad erinevaid energiaportsjoneid.
Footonid võivad neelduda aines, edastades sellele energiat ja soojendades seda (see on hästi teada kõigile, kes rannas päevitavad). Valgus võib ainelt peegelduda pärast silma sattumist, nii et me näeme enda ümber objekte ja täielikus pimeduses, kus valgusallikaid pole, ei näe me midagi. Ja valgus võib ainet läbida – ja siis me ütleme, et see aine on läbipaistev.
Erinevad materjalid erinevates vahekordades neelavad, peegeldavad ja lasevad läbi valgust ning erinevad seetõttu oma optiliste omaduste poolest (tumedad ja heledamad, erinevad värvid, läige, läbipaistvus): tahm neelab 95% sellele langevast valgusest ja poleeritud hõbedane peegel peegeldab 98%. valgusest. Loodud on süsiniknanotorudel põhinev materjal, mis peegeldab langevast valgusest vaid 45 tuhandikku protsenti.
Tekivad küsimused: millal neeldub footon aines, millal see peegeldub ja millal läbib ainet? Nüüd oleme huvitatud ainult kolmandast küsimusest, kuid vastame esimesele.
Valguse ja aine vastastikmõju on footonite vastastikmõju elektronidega. Elektron võib neelata footoni ja emiteerida footoni. Footonite peegeldus puudub. Footonite peegeldumine on kaheetapiline protsess: footoni neeldumine ja sellele järgnev täpselt sama footoni emissioon.
Aatomi elektronid on võimelised hõivama ainult teatud orbiite, millest igaühel on oma energiatase. Iga keemilise elemendi aatomit iseloomustab oma energiatasemete komplekt, st elektronide lubatud orbiidid (sama kehtib ka molekulide, kristallide, aine kondenseerunud oleku kohta: tahmal ja teemandil on samad süsinikuaatomid, kuid ainete optilised omadused on erinevad; metallid, peenvalgust peegeldavad, on läbipaistvad ja muudavad isegi värvi (roheline kuld), kui neist tehakse õhukesi kilesid; amorfne klaas ei lase ultraviolettvalgust läbi ja samadest ränioksiidi molekulidest kristallklaas on läbipaistev ultraviolettkiirgusele).
Olles neelanud teatud energia (värvi) footoni, liigub elektron kõrgemale orbiidile. Vastupidi, footoni kiirgades läheb elektron madalamale orbiidile. Elektronid ei suuda absorbeerida ja emiteerida mitte ühtegi footonit, vaid ainult neid, mille energia (värvus) vastab selle konkreetse aatomi energiatasemete erinevusele.
Seega sõltub valguse käitumine ainega kohtumisel (peegeldumisel, neeldumisel, läbimisel) sellest, millised on antud aine lubatud energiatasemed ja milline on footoni energia (st mis värvi on ainele langev valgus). ).
Selleks, et footon imenduks aatomi ühe elektroni poolt, peab sellel olema rangelt määratletud energia, mis vastab aatomi mis tahes kahe energiataseme energiavahele, vastasel juhul lendab see mööda. Klaasis on kaugus üksikute energiatasemete vahel suur ja mitte ühelgi nähtava valguse footonil ei ole vastavat energiat, millest piisaks, et elektron, olles footoni neelanud, hüpataks kõrgemale energiatasemele. Seetõttu laseb klaas nähtava valguse footoneid läbi. Kuid ultraviolettvalguse footonitel on piisavalt energiat, nii et elektronid neelavad need footonid ja klaas säilitab ultraviolettvalguse. Ränidioksiidklaasis on lubatud energiatasemete (energiavahe) vaheline kaugus veelgi suurem ja seetõttu ei ole mitte ainult nähtava, vaid ka ultraviolettvalguse footonitel piisavalt energiat, et elektronid neid neelaksid ja liiguksid ülemisele lubatud tasemele.
Niisiis läbivad nähtava valguse footonid klaasi, kuna neil puudub elektronide kõrgemale energiatasemele viimiseks vajalik energia ja klaas näib seetõttu läbipaistev.
Lisades klaasile erineva energiaspektriga lisandeid, saab selle muuta värviliseks – klaas neelab teatud energiaga footoneid ja edastab ülejäänud nähtava valguse footonid.
Oli aegu, mil pargitud nahka peeti madala päritoluga märgiks ning üllad daamid püüdsid aristokraatliku kahvatuse säilitamiseks kaitsta oma nägu ja käsi päikesekiirguse eest. Hiljem suhtumine päevitamisse muutus – sellest sai terve ja eduka inimese asendamatu atribuut. Hoolimata käimasolevast arutelust päikese käes viibimise eeliste ja kahjude üle, on pronksist nahatoon endiselt populaarsuse tipus. Kuid mitte kõigil pole võimalust randa või solaariumi külastada ja sellega seoses huvitab paljusid, kas on võimalik päevitada läbi aknaklaasi, istudes näiteks klaasitud lodžal või päikese käes soojendatud pööningul.
Küllap on iga elukutseline juht või lihtsalt pikalt autoroolis viibiv inimene märganud, et käed ja nägu muutuvad aja jooksul kergelt pruuniks. Sama kehtib ka kontoritöötajate kohta, kes on sunnitud kogu töövahetuse vältel takistusteta akna taga istuma. Nende nägudelt võib sageli leida päikesepõletuse jälgi isegi talvel. Ja kui inimene ei ole solaariumides käija ega tee igapäevast promenaadi läbi parkide, siis ei saa seda nähtust teisiti seletada kui läbi klaasi päevitusega. Kas klaas laseb siis ultraviolettvalgust läbi ja kas läbi akna saab päevitada? Selgitame välja.
Päevitamise olemus
Selleks, et vastata küsimusele, kas autos või lodžal saab päevitada läbi tavalise aknaklaasi, tuleb täpselt selgeks teha, kuidas naha tumenemisprotsess täpselt toimub ja millised tegurid seda mõjutavad. Kõigepealt tuleb märkida, et päevitamine pole midagi muud kui naha kaitsereaktsioon päikesekiirgusele. Ultraviolettkiirguse mõjul hakkavad epidermise rakud (melanotsüüdid) tootma ainet melaniini (tume pigment), mille tõttu nahk omandab pronksise tooni. Mida kõrgem on melaniini kontsentratsioon pärisnaha ülemistes kihtides, seda intensiivsem on päevitus. Kuid mitte kõik UV-kiired ei põhjusta sellist reaktsiooni, vaid ainult need, mis asuvad väga kitsas lainepikkuste vahemikus. Ultraviolettkiired jagunevad tavapäraselt kolme tüüpi:
- A-kiired (pikalained)- atmosfäär praktiliselt ei hoia ja ulatub vabalt maapinnale. Sellist kiirgust peetakse inimkeha jaoks kõige ohutumaks, kuna see ei aktiveeri melaniini sünteesi. Kõik, mida see teha saab, on põhjustada naha kerget tumenemist ja seejärel ainult pikaajalise kokkupuute korral. Pikalaineliste kiirtega liigse insolatsiooni korral aga hävivad kollageenikiud ja nahk dehüdreerub, mille tulemusena hakkab see kiiremini vananema. Ja mõnel inimesel tekib A-kiirte tõttu päikese suhtes allergia. Pikalaineline kiirgus ületab kergesti aknaklaasi paksuse ja viib tapeedi, mööblipindade ja vaipade järkjärgulise pleekimiseni, kuid täisväärtuslikku päevitust pole selle abil võimalik saada.
- B-kiired (kesklaine)- viibivad atmosfääris ja jõuavad Maa pinnale vaid osaliselt. Seda tüüpi kiirgusel on otsene mõju melaniini sünteesile naharakkudes ja see aitab kaasa kiire päevituse tekkele. Ja selle intensiivse toimega nahale tekivad erineva raskusastmega põletused. B-kiired ei suuda tungida läbi tavalise aknaklaasi.
- C-kiirgus (lühilaine)- kujutavad endast tohutut ohtu kõigile elusorganismidele, kuid õnneks neutraliseerib atmosfäär need peaaegu täielikult, jõudmata Maa pinnale. Sellist kiirgust võib kohata vaid kõrgel mägedes, kuid ka seal on selle mõju äärmiselt nõrgenenud.
Füüsikud eristavad teist tüüpi ultraviolettkiirgust - äärmuslikku, mille kohta kasutatakse sageli terminit "vaakum", kuna selle ulatuse lained neelduvad täielikult Maa atmosfääris ja ei lange maapinnale.
Kas on võimalik päevitada läbi klaasi?
See, kas läbi aknaklaasi päevitust saab või mitte, sõltub otseselt selle omadustest. Fakt on see, et prille on erinevat tüüpi ja igaüht neist mõjutavad UV-kiired erineval viisil. Seega on orgaaniline klaas kõrge läbilaskevõimega, mis võimaldab tagada kogu päikesekiirguse spektri läbipääsu. Sama kehtib ka kvartsklaasi kohta, mida kasutatakse solaariumilampides ja ruumide saastepuhastusseadmetes. Tavaline klaas, mida kasutatakse eluruumides ja autodes, edastab eranditult pika lainepikkusega A-tüüpi kiiri ja selle kaudu on võimatu päevitada. Teine asi on see, kui asendate selle pleksiklaasiga. Siis on peaaegu aastaringselt võimalik päevitada ja kaunist päevitust nautida.
Kuigi mõnikord on aegu, kus inimene veedab mõnda aega aknast läbivate päikesekiirte all ja leiab seejärel naha avatud aladel kerge päevituse. Muidugi on ta täiesti kindel, et on päikesepõletuse saanud just läbi klaasi insolatsiooniga. Aga see pole nii. Sellel nähtusel on väga lihtne seletus: varjumuutus toimub sel juhul väikese koguse jääkpigmendi (melaniini) aktiveerimise tulemusena, mis on naharakkudes, mis on välja töötatud B-tüüpi ultraviolettkiirguse mõjul. . Reeglina on see "pruun" ajutine, see tähendab, et see kaob kiiresti. Ühesõnaga, täieõigusliku päevituse saamiseks peate kas solaariumi külastama või regulaarselt päevitama ning see ei aita saavutada tavalise akna või autoklaasi kaudu naha loomuliku tooni muutumist tumedama poole.
Kas ma pean ennast kaitsma?
Ainult need inimesed, kellel on väga tundlik nahk ja eelsoodumus vanuselaikude tekkeks, peaksid muretsema, kas läbi klaasi on võimalik päevitada. Neil soovitatakse pidevalt kasutada minimaalse kaitseastmega (SPF) spetsiaalseid tooteid. Sellist kosmeetikat tuleks kanda peamiselt näole, kaelale ja dekolteele. Siiski ei tasu liiga aktiivselt kaitsta ultraviolettkiirguse, eriti pika lainepikkuse eest, sest mõõdukates päikesekiirtes on inimkeha normaalseks toimimiseks väga palju kasu ja isegi vajalik.
Vaata aknast välja. Kui kannate prille, pange need ette. Võtke binokkel ja ärge unustage oma suurendusklaasi. Mida sa näed? Pole tähtis, mida te vaatate, mitu klaasikihti ei sega teie nägemist. Aga kuidas on nii, et selline tahke aine on praktiliselt nähtamatu?
Selle mõistmiseks peate teadma klaasi struktuuri ja selle päritolu olemust.
Kõik saab alguse maakoorest, mis koosneb enamjaolt ränist ja hapnikust. Need elemendid moodustavad reaktsioonis ränidioksiidi, mille molekulid on paigutatud korrapärasesse kvartsi kristallvõresse. Eelkõige on klaasi valmistamiseks kasutatav liiv rikas kristallilise kvartsi poolest. Tõenäoliselt teate, et klaas on tahke ja ei koosne üldse väikestest kvartsitükkidest ning see pole juhus.
Esiteks peegeldavad ja hajutavad langevat valgust kristallstruktuuri liivaterade karedad servad ja mikrodefektid. Kuid kui kuumutate kvartsi kõrgete temperatuurideni, hakkavad molekulid rohkem vibreerima, mis viib nendevahelise sideme katkemiseni. Ja kristall ise muutub vedelikuks, nagu jää muutub veeks. Tõsi, ainsa erinevusega: kui see kristallisse tagasi jahtub, siis kvartsimolekulid enam ei kogune. Vastupidi, kuna molekulid kaotavad energiat, väheneb tellimise tõenäosus ainult. Tulemuseks on amorfne keha. Vedeliku omadustega tahke aine, mida iseloomustab kristallidevaheliste piiride puudumine. Tänu sellele muutub klaas mikroskoopilisel tasemel homogeenseks. Nüüd läbib valgus materjali peaaegu takistusteta.
Kuid see ei selgita, miks klaas valgust läbi laseb ega neelab seda, nagu teised tahked ained. Vastus peitub väikseimas, aatomisiseses skaalas. Kuigi paljud teavad, et aatom koosneb tuumast ja ümber tiirlevatest elektronidest, siis kui paljud teavad, et aatom on peaaegu täiuslik tühimik? Kui aatom oleks jalgpallistaadioni suurune, oleks tuum väljaku keskel hernesuurune ja elektronid oleksid pisikesed liivaterad kuskil tagumistes ridades. Seega on valguse vabaks läbipääsuks ruumi enam kui küll.
Küsimus pole selles, miks klaas on läbipaistev, vaid selles, miks teised objektid ei ole läbipaistvad. See kõik puudutab energiataset, mille juures elektronid on aatomis. Võite neid ette kujutada erinevate ridadena meie staadionil. Ühel real on elektronil kindel koht. Kui tal on aga piisavalt energiat, võib ta hüpata teise ritta. Mõnel juhul annab ühe aatomi läbiva footoni neeldumine vajaliku energia. Aga siin on konks. Elektroni realt reale ülekandmiseks peab footonil olema rangelt määratletud energiakogus, muidu lendab see mööda. Klaasiga juhtub nii. Ridad on üksteisest nii kaugel, et nähtava valguse footoni energiast lihtsalt ei piisa elektronide liigutamiseks nende vahel.
Ja ultraviolettspektri footonitel on piisavalt energiat, nii et nad neelduvad, ja siin, kui palju sa ka ei püüaks, klaasi taha peitudes, ei pruunistu. Klaasi tootmisest möödunud sajandi jooksul on inimesed täielikult hinnanud selle ainulaadset omadust - olla kindel ja läbipaistev. Alates akendest, mis lasevad sisse päevavalgust ja kaitsevad elementide eest, kuni seadmeteni, mis võimaldavad vaadata kaugele kosmosesse või vaadelda mikroskoopilisi maailmu.
Võtta kaasaegne tsivilisatsioon klaasist ilma ja mis sellest järele jääb? Kummalisel kombel mõtleme harva sellele, kui oluline see on. Tõenäoliselt juhtub see seetõttu, et läbipaistev klaas jääb nähtamatuks ja me unustame, et see on nii.
Märksõnad: klaasi struktuur, klaasi päritolu, Teadus portaalis Eksperiment, teadusartiklid
Laadimine...