Zašto je staklo prozirno, a metal nije

Apr 20, 2021 Ostavite poruku

Prije svega, svjetlost je vrsta elektromagnetskog vala, koji je elektromagnetski val s valnom duljinom između 390 nanometara i 750 nanometara. Ono što obično podrazumijevamo pod transparentnošću i neprozirnošću, ograničeno je na ovaj opseg. U stvari, ono što vam se čini transparentnim, nije nužno transparentno za elektromagnetske valove izvan ovog pojasa, i obrnuto. Na primjer, X-zrake su svjetlost vrlo kratke valne duljine, koja može prodrijeti čak i u ljudsko tijelo. Većina tvari je prozirna za X-zrake.


Dakle, što određuje učinak materije na svjetlost? Mnogo je čimbenika, od kojih je najosnovniji elektronička struktura materije. Znamo da su atomi materije sastavljeni od jezgara i elektrona. Zapravo, elektroni su vrlo aktivni i mogu apsorbirati fotone kako bi povećali vlastitu energiju. Jednom kad se svjetlost upije, tvar postaje neprozirna. Ali ne upija svu svjetlost. Konkretni izbor određen je zakonima kvantne mehanike. To uključuje osnovna načela fizike čvrstog stanja, uključujući strukturu energetskog pojasa čvrstih tijela i međupojasne prijelaze, prijelaze unutar opsega itd. Ovdje se narativ ne može proširiti. Na taj način također znamo zašto su neke tvari prozirne. Na primjer, staklo itd., Čiji elektroni ne mogu apsorbirati vidljivu svjetlost zbog kvantno-mehaničkih ograničenja, pa svjetlost izravno prodire i tako izgleda prozirno. Međutim, staklo nije uvijek prozirno. Na primjer, za određeno infracrveno i ultraljubičasto svjetlo staklo je neprozirno, jer staklo može apsorbirati tu svjetlost. Drugi primjer je silicij. Poluvodičke silicijske pločice su crne boje jer se apsorbira vidljiva svjetlost, ali silicij je proziran za većinu infracrvenih zraka i može zamijeniti staklo.