Γιατί το φως μπορεί να περάσει μέσα από το γυαλί;

(Dan Tri) - Οι άμορφες ιδιότητες είναι ο βασικός λόγος για τον οποίο το φως διέρχεται από το γυαλί αλλά όχι από το ξύλο.

Οι διαφανείς γυάλινες πόρτες μας επιτρέπουν να βλέπουμε τον έξω κόσμο απευθείας από το εσωτερικό του σπιτιού (Φωτογραφία: Getty).

Στη σύγχρονη ζωή, το γυαλί έχει γίνει ένα απαραίτητο υλικό, παρόν παντού, από σπίτια, καταστήματα έως κτίρια γραφείων.

Είτε έχει ήλιο είτε βρέχει, τα διαφανή γυάλινα παράθυρα μας επιτρέπουν να απολαμβάνουμε την εξωτερική θέα χωρίς να ανησυχούμε για τον καιρό.

Ωστόσο, λίγοι άνθρωποι κατανοούν πραγματικά τον μηχανισμό λειτουργίας και γιατί το φως μπορεί εύκολα να διαπεράσει αυτό το οικείο υλικό.

Τα γυάλινα παράθυρα εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στην Αγγλία τον 17ο αιώνα. Έκτοτε, η βιομηχανία γυαλιού συνέχισε να αναπτύσσεται, φέρνοντας τα ανθεκτικά και τέλεια διαφανή προϊόντα που έχουμε σήμερα.

Η έρευνα για το γυαλί συνεχίζεται, κινούμενη προς πιο προηγμένες εφαρμογές, όπως αυτοκαθαριζόμενα υλικά ή ακόμα και γυαλί που μπορεί να αυτοεπιδιορθωθεί μετά το σπάσιμο.

Γιατί το φως μπορεί να περάσει μέσα από το γυαλί;

Οι διαφανείς γυάλινες πόρτες επιτρέπουν στο φυσικό φως να διεισδύσει στο σπίτι (Φωτογραφία: Pinterest).

Η διαφάνεια του γυαλιού σχετίζεται στενά με την άμορφη δομή του. Το γυαλί κατασκευάζεται με τήξη άμμου (που περιέχει κρυστάλλους χαλαζία) σε υψηλές θερμοκρασίες (πάνω από 1.600 βαθμούς Κελσίου) και στη συνέχεια με ταχεία ψύξη.

Αυτή η διαδικασία έχει ως αποτέλεσμα τα άτομα και τα μόρια να μην έχουν χρόνο να διαταχθούν σε μια συγκεκριμένη σειρά, σχηματίζοντας ένα άμορφο στερεό - μια ενδιάμεση κατάσταση μεταξύ στερεού και υγρού.

Ο καθηγητής Φιλπ Μοριάρτι από το Πανεπιστήμιο του Νότιγχαμ, στο Ηνωμένο Βασίλειο, εξηγεί: «Σε υλικά όπως το γυαλί, τα ηλεκτρόνια χρειάζονται πολλή ενέργεια για να μεταπηδήσουν μεταξύ ενεργειακών επιπέδων και τα φωτόνια του ορατού φωτός δεν είναι αρκετά ισχυρά για να προκαλέσουν αυτό το άλμα».

Αντί να απορροφάται ή να ανακλάται, το φως απλώς διέρχεται. Γι' αυτό μπορούμε να δούμε μέσα από το γυαλί, επειδή είναι διαφανές στο ορατό φως.

Το συνέκρινε επίσης με το χαρτί: «Ο λόγος που δεν μπορείς να δεις μέσα από ένα φύλλο χαρτιού αλλά μπορείς εύκολα να δεις μέσα από ένα παχύ φύλλο γυαλιού είναι επειδή το γυαλί είναι άμορφο, επομένως δεν έχει τάξη, αλλά δεν έχει και πολλά ελαττώματα».

Στην κλίμακα μήκους κύματος του φωτός, το γυαλί είναι ομοιόμορφο. Το χαρτί αποτελείται από πολλές ίνες και αυτές οι ίνες - το μέγεθος, η διάμετρος, το πλάτος, η απόστασή τους - δεν ποικίλλουν πολύ ανάλογα με το μήκος κύματος του φωτός και έτσι σκεδάζουν το φως. Το αποτέλεσμα είναι ένα φύλλο χαρτιού που είναι αδιαφανές, μη επιτρέποντας στο φως να περάσει.

Η διαδικασία κατασκευής επηρεάζει τη μετάδοση του φωτός

Για να δημιουργηθεί διαυγές γυαλί, η χαλαζιακή άμμος θερμαίνεται μέχρι το σημείο τήξης της, προκαλώντας τη διάσπαση της κρυσταλλικής δομής του χαλαζία.

Όταν ψύχεται γρήγορα, το υλικό μετατρέπεται σε άμορφο στερεό. Η διαδικασία ταχείας ψύξης βοηθά επίσης στη διαμόρφωση και τη σκλήρυνση του υλικού, μετατρέποντάς το σε ένα οικείο γυαλί παραθύρου.

Για να βελτιστοποιήσουν τη διαδικασία παραγωγής, οι επιστήμονες βρήκαν έναν τρόπο να μειώσουν τη θερμοκρασία τήξης της άμμου προσθέτοντας ανθρακικό νάτριο.

Ωστόσο, αυτό μειώνει τη χημική αντοχή του γυαλιού. Για να ξεπεραστεί αυτό, προστίθεται ανθρακικό ασβέστιο ως σταθεροποιητής, το οποίο βελτιώνει την αντοχή του γυαλιού στις κρούσεις.

Χάρη στις συνεχείς βελτιώσεις στις διαδικασίες παραγωγής, μπορούμε πλέον να απολαμβάνουμε φυσικό φως μέσα από γυάλινα παράθυρα, προστατευμένοι από τα στοιχεία της φύσης και το εξωτερικό περιβάλλον.

Η έρευνα για το γυαλί συνεχίζει να ανοίγει πολλές ακόμη πιθανές εφαρμογές στο μέλλον.

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