Zašto je staklo prozirno, a metal nije

Apr 20, 2021 Ostavi poruku

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


Dakle, šta određuje efekat materije na svetlost? Mnogo je čimbenika, od kojih je najosnovniji elektronička struktura materije. Znamo da su atomi materije sastavljeni od jezgara i elektrona. U stvari, elektroni su vrlo aktivni i mogu apsorbirati fotone da bi povećali vlastitu energiju. Jednom kad se svjetlost apsorbira, supstanca postaje neprozirna. Ali ne upija svu svjetlost. Konkretni izbor određen je zakonima kvantne mehanike. To uključuje osnovne principe fizike čvrstog stanja, uključujući strukturu energetskog pojasa čvrstih tijela i međupojasne prijelaze, unutarpojasne prijelaze itd. Ovdje se narativ ne može proširiti. Na taj način znamo i zašto su neke supstance prozirne. Na primjer, staklo itd., Čiji elektroni ne mogu apsorbirati vidljivu svjetlost zbog kvantno-mehaničkih ograničenja, pa svjetlost direktno prodire i tako izgleda prozirno. Međutim, staklo nije uvijek prozirno. Na primjer, za određenu infracrvenu i ultraljubičastu svjetlost staklo je neprozirno, jer tu svjetlost staklo može apsorbirati. Drugi primjer je silicij. Poluprovodničke silicijske pločice su crne boje jer se upija vidljiva svjetlost, ali silicij je proziran za većinu infracrvenih zraka i može zamijeniti staklo.