Стъклото е един от най-важните материали в съвремието, а и не само. Развитието на човечеството нямаше да е същото без нещо. То се използва за производство на прозорци, бутилки, дори слънчеви панели и екрани за смартфони. Но кое го прави толкова специално и защо е прозрачно всъщност? Ако не можете да си отговорите на този въпрос, на помощ идва Марк Миодовник, който разказва за свойствата на стъклото в специално видео за конференцията TED.
Както може би знаете, в най-простата си форма стъклото се произвежда от кварц. Той от своя страна всъщност е силициев диоксид под формата на кристали. За да бъде оформен като стъкло, кварцът се нагрява и по този начин приема течна форма. След като започне да се втвърдява обаче, той не става отново кристал, а се превръща в т.нар. аморфно твърдо вещество — твърдо тяло със свойствата на течност — при което топлинните движения на молекулите на силиция и кислорода бавно намаляват и те застиват.
Това обаче все още не отговаря на въпроса ни защо стъклото е прозрачно. Тук вече трябва да помислим малко за квантовите свойства на атомите. Ако си представим един атом като ядро, около което електроните обикалят по орбити (което не е точно така, но можем да го приемем от гледна точка на простота), то тези електрони могат да се преместват от по-ниска на по-висока орбита и обратно. Това отговаря на техните енергетични нива, т.е. енергията която те притежават.
Преминавайки покрай електроните, светлината може да удари някой такъв и да му придаде допълнителна енергия. По този начин фотонът светлина бива погълнат и електронът се премества на по-високо енергетично ниво. При стъклото обаче енергетичните нива са много далеч едно от друго и фотоните на видимата част от електромагнитния спектър лесно преминават между тях, без да бъдат погълнати. Това обаче не важи за част от ултравиолетовия и инфрачервен диапазони, за които стъклото е практически непрозрачно.
За по-подробно описание на свойствата, можете да видите видеото от TED в началото на статията. Приятно гледане!
