Почему свет может проходить сквозь стекло?

(Дэн Три) - Аморфные свойства являются основной причиной того, почему свет проходит через стекло, но не через дерево.

Прозрачные стеклянные двери позволяют нам видеть внешний мир прямо из дома (Фото: Getty).

В современной жизни стекло стало незаменимым материалом, присутствующим повсюду: от домов и магазинов до офисных зданий.

Независимо от того, солнечно или дождливо, прозрачные стеклянные окна позволяют нам наслаждаться видом снаружи, не беспокоясь о погоде.

Однако мало кто действительно понимает механизм его работы и то, почему свет может легко проникать сквозь этот привычный материал.

Стеклянные окна впервые появились в Англии в XVII веке. С тех пор стекольная промышленность продолжала развиваться, создавая прочные и идеально прозрачные изделия, которые мы можем видеть сегодня.

Исследования стекла продолжаются, продвигаясь в сторону более продвинутых применений, таких как самоочищающиеся материалы или даже стекло, способное восстанавливаться после разрушения.

Почему свет может проходить сквозь стекло?

Прозрачные стеклянные двери позволяют естественному свету проникать в дом (Фото: Pinterest).

Прозрачность стекла тесно связана с его аморфной структурой. Стекло изготавливается путём плавления песка (содержащего кристаллы кварца) при высоких температурах (более 1600 градусов Цельсия) с последующим быстрым охлаждением.

В результате этого процесса атомы и молекулы не успевают расположиться в определенном порядке, образуя аморфное твердое тело — промежуточное состояние между твердым телом и жидкостью.

Профессор Филп Мориарти из Ноттингемского университета (Великобритания) поясняет: «В таких материалах, как стекло, электронам требуется много энергии для перехода между энергетическими уровнями, а фотоны видимого света недостаточно сильны, чтобы вызвать этот переход».

Свет не поглощается и не отражается, а просто проходит сквозь него. Именно поэтому мы можем видеть сквозь стекло: оно прозрачно для видимого света.

Он также сравнил его с бумагой: «Причина, по которой вы не можете видеть сквозь лист бумаги, но легко можете видеть сквозь толстый лист стекла, заключается в том, что стекло аморфно, поэтому в нем нет порядка, но и дефектов у него немного».

В шкале длин волн света стекло однородно. Бумага состоит из множества волокон, и эти волокна – их размер, диаметр, ширина, расстояние между ними – мало меняются в зависимости от длины волны света, поэтому они рассеивают свет. В результате получается непрозрачный лист бумаги, не пропускающий свет.

Производственный процесс влияет на светопропускание

Чтобы создать прозрачное стекло, кварцевый песок нагревают до температуры плавления, в результате чего кристаллическая структура кварца разрушается.

При быстром охлаждении материал превращается в аморфное твёрдое тело. Процесс быстрого охлаждения также способствует формированию и затвердеванию материала, превращая его в привычное нам оконное стекло.

Чтобы оптимизировать процесс производства, ученые нашли способ снизить температуру плавления песка путем добавления карбоната натрия.

Однако это снижает химическую стойкость стекла. Для решения этой проблемы в стекло добавляют карбонат кальция в качестве стабилизатора, который повышает ударопрочность стекла.

Благодаря постоянному совершенствованию производственных процессов теперь мы можем наслаждаться естественным светом через стеклянные окна, будучи при этом защищенными от непогоды и внешней среды.

Исследования стекла продолжают открывать новые потенциальные возможности его применения в будущем.

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