În articol, încerc să spun de ce unele substanțe sunt transparente pentru lumina vizibilă, iar altele nu sunt. În totalitate, acest subiect este foarte complex și intră în resturile de procese fizice, care afectează optica, chimia, mecanica cuantică și multe alte discipline adiacente și include rezultatul formulelor și a salei divancurate. Conștient voi face presupuneri foarte largi, coborând 9 / 10x ceea ce se întâmplă în substanță de fapt .

Scopul meu este de a spune astfel încât să devină clar pentru școală, care nu a început să studieze fizica, adică. Literalmente un elev de cinci grade.

Deci, după cum știți, toate corpurile constau din molecule și molecule de atomi. Atomii nu sunt dificili (în descrierea noastră de promovare pe degetele ™). În centrul fiecărui atom există un kernel constând dintr-un proton sau un grup de protoni și neutroni și în jur, rundă Electronii sunt rotiți pe orbitele electronice / orbitele lor electronice.

Lumina este, de asemenea, destul de simplă. Uitați (care și-au amintit) despre dualismul de undă corpuscular și ecuația Maxwell, lăsați lumina să fie un flux de bile de fotoni, care zboară dintr-o lanternă direct în ochii noștri.

Acum, dacă punem un zid de beton între o lanternă și ochi - nu vom mai vedea lumina. Și dacă întârzieți o lanternă pe acest zid pe partea noastră - dimpotrivă, vom vedea, deoarece fasciculul de lumină va afecta betonul și va cădea în ochii noștri. Dar prin beton, lumina nu va merge.

Este logic să presupunem că bilele - fotonii sunt reflectate și nu trec prin perete de beton Deoarece se luptă cu atomii substanței, adică. beton. Luptând mai precis despre electroni, pentru electroni rotiți atât de repedecă fotonul nu penetrează orbitalul electronic la kernel și se blochează și reflectă deja de la electron.

De ce lumina trece prin perete de sticla? La urma urmei, în interiorul paharului, moleculele și atomii, și dacă luați un pahar destul de gros, orice foton trebuie întâlnit mai devreme sau mai târziu, deoarece atomii sunt aceiași trilioane în fiecare cereale de cereale!

Lucrul este la fel de Coliziunile electronice apar cu fotoni. Luăm cel mai simplu caz, un electron se rotește în jurul unui proton (acesta este un atom de hidrogen) și imaginați-l că prin acest electron a scuturat fotonul.

Toată energia fotonică a trecut electronul. Se spune că fotonul este absorbit de electron și a dispărut. Și electronul a primit o energie suplimentară (care fotonul purtat cu el) și din această energie suplimentară pe care a sărit la o orbită mai mare și a început să zboare mai departe Din nucleu.

Absorbția fotonului electron și tranziția acestuia din urmă pe o orbită mai mare

Cel mai adesea, orbitele mai mari sunt mai puțin stabile, iar după un timp, electronul va goli acest foton, adică. "Lăsați-l să meargă la libertate"Și se va întoarce la orbita sa stabilă. Fotonul emis va zbura într-o parte complet aleatoare, atunci va fi absorbită de un alt atom adiacent și va rămâne rătăcire în substanță, atâta timp cât nu va fi emisă înapoi înapoi sau nu va fi în cele din urmă pe încălzire a peretelui de beton.

Și acum cel mai interesant. Orbitele electronice nu pot fi nicăieri în jurul nucleului Atomului. Fiecare atom al fiecăruia element chimic Există un set determinist și finit de niveluri sau orbite. Electronul nu poate fi ușor urcat deasupra sau să scadă ușor. Poate doar să sară pe un decalaj foarte clar de sus sau în jos, iar din moment ce aceste nivele diferă în energii, ceea ce înseamnă că numai un foton cu o anumită și foarte precis specificat poate împinge electronul la o orbită mai mare.

Se pare că, dacă avem trei fotoni cu energii diferite și numai una este echivalentă cu diferența de energii dintre nivelele unui atom particular, numai acest foton "se ciocnesc" cu un atom, restul va zbura, în Sensul literal "prin atom" pentru că nu va fi capabil să ofere o porțiune de energie electronică specificată în mod clar pentru a merge la un alt nivel.

Și cum putem găsi fotoni cu energii diferite?

Se pare că cu cât mai multă viteză, cu atât este mai mare energia, toată lumea știe, dar toți fotonii zboară de la aceeași viteză - viteza luminii!

Poate că cea mai strălucitoare și mai puternică sursa luminii (de exemplu, dacă luați o lumină reflectoare a armatei, în loc de o lanternă), cu atât mai multă energie va fi la fotoni? Nu. În fasciculul puternic și strălucitor al luminii de căutare, doar un număr mai mare de piese fotonice, dar energia fiecărui foton individual este exact la fel ca în cei care zboară dintr-un felinar de buzunar mort.

Și aici vom mai trebui să ne amintim că lumina nu este doar un flux de bile de particule, ci și un val. Diferitele fotoni diferă în diferite lungimi de undă, adică. Frecvența diferită a oscilațiilor proprii. Și cu atât este mai mare frecvența oscilațiilor, taxa de energie mai puternică poartă fotonul.

Fotoni de frecvență joasă (lumină infraroșu sau undă radio) poartă o energie mică, de înaltă frecvență (lumină ultravioletă sau raze X) - foarte mult. Lumină vizibilă - undeva în mijloc.

Aici și se află razele transparenței sticlei!
Toți atomii din sticlă au electroni în astfel de orbite, care, pentru a se deplasa la o energie mai mare, este nevoie de impuls, ceea ce nu este suficient în fotonii de lumină vizibilă. Prin urmare, trece prin geam, practic nu se confruntă cu atomii săi.

Dar fotoni ultraviolete - pur și simplu transportă energia necesară pentru a traduce electronii cu orbită în orbită, prin urmare, în lumina ultravioletă, geamul obișnuit este complet negru și opac.

Și ceea ce este interesant. Prea multă energie este, de asemenea, rea. Energia fotonului ar trebui să fie exact egală cu energia tranziției dintre orbite, din care orice substanță este transparentă pentru o lungime (și frecvențe) a undelor electromagnetice și nu transparentă pentru alții, deoarece toate substanțele constau din atomi diferiți și configurațiile lor, adică. molecule.

De exemplu, betonul este transparența undelor radio și radiația infraroșie, opac pentru lumină vizibilă și ultravioletă, nu este transparentă și pentru radiografia, dar este din nou transparentă (într-o oarecare măsură) pentru radiațiile gamma.

Este vorba de aceasta că este corect să spunem că sticla este transparentă pentru lumina vizibilă. Și pentru undele radio. Și pentru radiațiile gamma. Dar opac pentru ultraviolete. Și aproape nu transparent pentru lumina infraroșie.

Și dacă încă mai amintești că lumina vizibilă nu este, de asemenea, toți albi, dar este alcătuită din diferite lungimi (adică culorile) unde de la roșu la albastru închis, va deveni despre faptul că este clar de ce elementele au culori și nuanțe diferite, De ce trandafiri roșii și violete - albastru. Dar, acesta este subiectul pentru un alt post care explică fenomene fizice complexe limba simplă Analogii pe degetele ™.

Uită-te în fereastră. Dacă purtăm ochelari, puneți-i. Luați binocluri și nu uitați de Lupu. Ce vezi? Pentru a vă asigura că nu veți interfera cu numeroasele straturi de sticlă pentru a interfera cu vederea. Dar cum se dovedește că un astfel de solid este practic invizibil?

Pentru a înțelege acest lucru, trebuie să cunoașteți structura sticlei și natura originii sale.

Totul începe cu crusta Pământului, care este în mare parte din siliciu și oxigen. Aceste elemente sunt formate în reacția dioxidului de siliciu, ale căror molecule sunt construite în corecte crystal Lattice cuarţ. Cristal cuarț în special bogat pe fabricarea nisipului de sticlă. Probabil știți că sticla este solidă și nu constă în bucăți mici de cuarț, și acest lucru nu este bun.

În primul rând, marginile grosiere ale boabelor și microdefectelor din structura cristalului reflectă și disipă lumina care se încadrează pe ele. Dar dacă încălziți cuarț la temperaturi ridicate, moleculele vor începe să fluctueze mai mult, ceea ce va duce la o pauză a legăturii dintre ele. Și cristalul în sine se va transforma într-un lichid, precum și gheața se transformă în apă. Adevărat, cu singura diferență: când este răcită înapoi în cristal, moleculele de cuarț nu mai adunau. Dimpotrivă, ca moleculele pierd energia, probabilitatea de a ordona doar cade. Ca rezultat, se dovedește un corp amorf. Solidul cu proprietățile lichidului pentru care este caracteristică absența limitelor intercrystaline. Datorită acestui fapt, sticla microscopică dobândește o omogenitate. Acum, lumina trece prin material aproape liber.

Dar acest lucru nu explică de ce sticla îi lipsește lumina și nu o absorb ca restul corpurilor solide. Răspunsul se află la o scară mică, intraatomică. Deși mulți sunt conștienți de faptul că atomul constă dintr-un kernel și se rotește în jurul electronilor, mulți se știe că atomul nu este greu de goliciune ideală? Dacă atomul a fost dimensiunea unui stadion de fotbal, atunci nucleul dimensiunii de mazăre în centrul câmpului și electronii ar fi nisipuri mici undeva în rândurile din spate. Astfel, locul pentru trecerea liberă a luminii este mai mult decât suficient.

Întrebarea nu este motivul pentru care sticla este transparentă, dar de ce alte obiecte nu sunt transparente. Întregul lucru în nivelurile de energie pe care sunt amplasate electronii în atom. Îți poți imagina sub formă de diferite rânduri la stadionul nostru. Electronul are un anumit loc pe una dintre rânduri. Cu toate acestea, dacă are suficientă energie, poate sări peste un alt rând. În unele cazuri, absorbția unuia dintre fotoni care trece prin atom asigură doar energia necesară. Dar aici snag. Pentru a transfera un electron de la un număr la rând, fotonul trebuie să aibă o cantitate strict definită de energie, altfel va zbura. Așa se întâmplă cu sticla. Rândurile sunt atât de departe, încât energia unui foton de lumină vizibilă este pur și simplu suficientă pentru a muta electronii între ei.

Și fotonii spectrului de energie ultravioletă sunt suficiente, așa că sunt absorbiți, și aici, indiferent de cât de încercări, ascunzându-se în spatele paharului, nu veți contrazice. În secolul, care a trecut de la producția de sticlă, oamenii îl apreciază complet proprietate unică Fiind atât solidă, cât și transparentă. Din ferestrele, lumina zilei și protejarea de la elemente, la dispozitive care permit să se uite departe în spațiu sau să observe lumi microscopice.

Având în vedere civilizația de sticlă modernă și ceea ce va rămâne din ea? Destul de ciudat, ne gândim rar cât de important este. Probabil, se întâmplă deoarece, fiind transparent, sticla rămâne inconspicuoasă și uităm de ceea ce este.

Cuvinte cheie: Structura de sticlă, originea sticlei, știința privind experimentul portalului, articole științifice

Au fost momente când pielea tăbăcită a fost considerată un semn de origine scăzută, iar doamnele nobile au încercat să-și protejeze fața și mâinile de la lumina soarelui, pentru a păstra Palorul aristocratic. Mai târziu, atitudinea față de Tan sa schimbat - a devenit un atribut indispensabil al unei persoane sănătoase și de succes. Astăzi, în ciuda disputelor nesufăcute cu privire la beneficiile și răul insolării, nuanța de bronz a pielii este încă la vârf de popularitate. Aceasta este doar ocazia de a vizita plaja sau solarul nu este tot, și în legătură cu acest lucru, mulți sunt interesați, indiferent dacă este posibil să se aprindă prin geamul ferestrei, situat, de exemplu, pe un soare umflat al unei loggii glazurate sau pod.

Probabil, fiecare șofer profesionist sau doar o persoană care petrece mult timp în spatele roții mașinii, a observat că perii și fețele de mână și față sunt acoperite cu un bronz ușor. Același lucru se referă la angajații Oficiului, forțată să stea toată schimbarea de lucru în fereastra deblocată. Pe fețele lor, este adesea posibilă detectarea calea ta Tan chiar și în iarnă. Și dacă o persoană nu este o reglementare a solarului și nu face o promenadă zilnică în parcuri, nu va fi posibilă explicarea acestui fenomen prin geam prin geam prin geam. Deci, sticla pierde ultravioletul și este posibil să se bronzeze prin fereastră? Să ne ocupăm.

Natura Zagara.

Pentru a răspunde la întrebarea dacă este posibilă obținerea unui bronz prin geamul obișnuit din mașină sau pe Loggia, trebuie să vă dați seama cum apare procesul de acoperire a pielii și ce factori au un impact asupra acesteia. În primul rând, trebuie remarcat faptul că bronzul nu este altceva decât o reacție protectoare a pielii pentru radiații solare. Sub influența celulelor ultraviolete ale epidermei (melanocite), substanța melanină (pigment întunecat) începe să producă, datorită cărora pielea dobândește, de asemenea, o nuanță de bronz. Cu cât este mai mare concentrația de melanină în straturile superioare ale dermei, cu atât mai intensă se dovedește bronzul. Cu toate acestea, această reacție nu este cauzată de toate razele UV, ci doar situată într-o gamă foarte îngustă de lungimi de undă. Razele ultraviolete sunt împărțite condiționat în trei tipuri:

• A-RAYS (Wave Long) - Practic nu întârzia atmosfera și nelegiuiți ajunge la suprafața Pământului. O astfel de radiație este considerată cea mai sigură pentru corpul uman, deoarece nu activează sinteza melaninei. Tot ceea ce este capabil este de a provoca o ușoară întunecare a pielii și apoi numai cu expunere prelungită. Cu toate acestea, cu insolarea excesivă, razele de undă lungă sunt distruse de fibrele de colagen și deshidratarea pielii, ca urmare a căreia începe să crească mai repede. Și pentru unii oameni, alergic la soare se dezvoltă din cauza unei raze. Radiația cu undă lungă depășește cu ușurință grosimea sticlei ferestrei și duce la o ardere treptată a tapetului, suprafața mobilierului și covoarelor, dar este imposibil să obțineți un bronz complet cu el.
• In-raze (val mijlocul) - Sunt întârziate în atmosferă și ajung la suprafața pământului doar parțial. Acest tip de radiație are un impact direct asupra sintezei melaninei în celulele pielii și contribuie la apariția unui bronz rapid. Și cu efectele sale intensive asupra pielii există arsuri de diferite grade. Prin geamurile obișnuite din sticlă nu sunt capabili să pătrundă.
• C-raze (Shortwave) - Prezentați un pericol imens pentru toate organismele vii, dar, din fericire, ele sunt aproape complet neutralizate de atmosferă, fără a ajunge la suprafața pământului. Cu toate acestea, puteți întâlni o astfel de radiație în munți, este extrem de slăbită acolo.

Fizica alocă un alt tip de radiație ultravioletă - extremă, pentru care termenul "vid" este adesea folosit în vederea faptului că valurile acestui interval sunt complet absorbite de atmosfera pământului și nu se încadrează pe suprafața Pământului.

Este posibil să se aprindă prin geam?

Este posibil să obțineți un bronz prin geamul ferestrei sau nu, depinde direct de proprietățile pe care le are. Faptul este că ochelarii sunt specii diferiteFiecare dintre care razele UV afectează diferit. Astfel, sticla organică este caracterizată de o viteză mare, ceea ce face posibilă asigurarea trecerii întregului spectru de radiație solară. Același lucru este valabil și pentru sticla cuarț, care este utilizată în lămpi pentru solar și în dispozitive de dezinfectare a încăperilor. Sticla obișnuită utilizată în spațiile rezidențiale și mașinile este transmisă exclusiv raze de undă de tip A și este imposibil să se bronzească prin el. Un alt lucru, dacă îl înlocuiți cu plexiglass. Apoi, va fi posibil să luați plajă și să vă bucurați de frumosul bronz aproape pe tot parcursul anului.

Deși uneori există cazuri atunci când o persoană petrece ceva timp sub razele însorite care trec prin fereastră și apoi detectează bronzul deschis în zonele deschise. Desigur, el este în deplină încredere că el a tăbătut tocmai prin insolație prin geam. Dar nu este așa. Există o explicație foarte simplă pentru acest fenomen: schimbarea umbra în acest caz apare ca urmare a activării unei cantități mici de reziduu, dezvoltată sub influența tipului ultraviolet în pigment (melanină) situat în celulele pielii. De regulă, un astfel de "bronz" este temporar, adică dispare rapid. Într-un cuvânt, pentru a cumpăra un bronz complet, aveți nevoie fie să vizitați solarul, fie să luați în mod regulat băi solare și să obțineți o schimbare a nuanței naturale a pielii în partea unei ferestre obișnuite sau a automobilelor Sticla nu va funcționa.

Trebuie să vă apărați?

Îngrijorat dacă este posibil să obțineți un bronz prin sticlă, este necesar numai acelor oameni care au o piele foarte sensibilă și predispoziție la apariția unor pete de pigmentare. Acestea sunt recomandate să utilizeze în mod constant mijloace speciale cu gradul minim de protecție (SPF). Aplicarea unor astfel de produse cosmetice ar trebui să fie în principal pe față, gât și zonă. Cu toate acestea, este prea mult pentru a proteja împotriva ultravioletului, cu atât mai mult valuri lungi, încă nu merită, deoarece razele soarelui în cantități moderate sunt foarte utile și chiar necesare pentru funcționarea normală a corpului uman.

Ca un copil, am întrebat-o odată pe tatăl: "De ce paharul pierde lumina?" Până atunci, am aflat că lumina este un flux de particule, numiți fotoni și mi se părea minunat, deoarece o mică particulă poate zbura prin sticlă groasă. Tatăl a răspuns: "Pentru că este transparent". Am tăcut, de când am înțeles că "transparent" există doar un sinonim pentru expresie "ratează lumina", iar tatăl într-adevăr nu știe răspunsul. În manualele școlare, nu a existat nici un răspuns și aș vrea să știu. De ce geamul este rata lumina?

Răspuns

Lumina fizicii nu este doar o lumină vizibilă, ci și radiații infraroșii invizibile, radiații ultraviolete, raze X, radiații gamma, valuri radio. Materialele transparente pentru o parte a spectrului (de exemplu, pentru lumina verde) pot fi netransparenți pentru alte părți ale spectrului (sticlă roșie, de exemplu, nu ratează raze verzi). Sticla convențională nu lipsește radiațiile ultraviolete, iar sticla de cuarț este transparentă pentru ultraviolete. Pentru raze X, materialele care nu pierd lumina vizibilă sunt transparente. Etc.

Lumina constă din particule numite fotoni. Fotoni de diferite "culoare" (frecvențe) poartă diferite porțiuni de energie.

Fotonii pot fi absorbiți de substanță, transmiterea energiei și încălzirea la ea (bine cunoscută pentru toți cei care s-au răpit pe plajă). Lumina poate fi reflectată din substanță, căzând în ochii noștri, așa că vedem obiectele din jurul lor și în întuneric plin, unde nu există surse de lumină, nu vedem nimic. Și lumina poate trece prin substanță - și apoi spunem că această substanță este transparentă.

Materialele diferite în diferite proporții sunt absorbite, reflectă și sări peste lumină și, prin urmare, diferă în proprietățile lor optice (mai întunecate și mai ușoare, culori diferite, luciu, transparență): funingul absoarbe 95% din lumina care se încadrează pe ea, iar oglinda de argint lustruită reflectă 98% din lumină. Creat material bazat pe nanotuburile de carbon, care reflectă doar 45% la sută din lumina incidentă.

Întrebările apar: când fotonul este absorbit de substanță atunci când se reflectă și când trece prin substanță? Suntem acum interesați doar de a treia întrebare, dar în ceea ce privește SUA vor răspunde la prima.

Interacțiunea luminii și a substanței este interacțiunea fotonilor cu electroni. Electronul poate absorbi fotonul și poate emite un foton. Nu există nici o reflectare a fotonilor. Reflecția fotonilor este numită un proces în două etape: absorbția fotonului și a radiației ulterioare este exact aceeași fotonică.

Electronii din atom sunt capabili să ocupe doar anumite orbite, fiecare corespunde nivelului de energie. Atomul fiecărui element chimic este caracterizat prin setul de nivele de energie, adică orbitele permise ale electronilor (aceleași se referă la molecule, cristale condensate la substanță: în funingine și diamant aceleași atomi de carbon, dar proprietățile optice ale Substanțele sunt diferite; metalele, luminile de reflexie fine sunt transparente și chiar schimba culoarea (aur verde), dacă există o peliculă subțire din ele; sticla amorfă nu lipsește ultraviolet și de la aceleași molecule de sticlă cristalină de oxid silicon transparent pentru ultraviolete) .

Abordarea fotonului unei anumite energii (culori) electron se duce la o orbită mai mare. Dimpotrivă, prin golirea fotonului, electronul se transformă într-o orbită inferioară. Electronii pot absorbi și nu pot emite fotoni, ci numai pe cei ai căror energie (culoare) corespund diferenței de nivelurile energetice ale acestui atom.

Astfel, deoarece lumina se va comporta la întâlnirea cu substanța (se va reflecta, va fi înghițită, treceți prin) Depinde de nivelul de energie permis al acestei substanțe și ce fotoni de energie au (adică ce culoare care se încadrează pe substanță ușoară).

Astfel încât fotonul să fie absorbit de unul dintre electronii din atom, ar trebui să aibă o energie strict definită, care corespunde diferenței de energii a oricărui atomi de energie, altfel zboară trecutul. În sticlă, distanța dintre nivelurile individuale de energie este mare, iar nici un foton al luminii vizibile nu are o energie adecvată, ceea ce ar avea suficientă electron, absorbind fotonul, ar putea sări la un nivel de energie mai mare. Prin urmare, sticla ignoră fotonii de lumină vizibilă. Dar fotonii de lumină ultravioletă au suficientă energie, astfel încât electronii absorbi aceste fotoni și sticlă dețin ultraviolete. În sticla de cuarț, distanța dintre nivelurile de energie admise (fantă energetică) este chiar mai mare și, prin urmare, fotoni nu numai vizibili, dar și lumina ultravioletă nu are suficientă energie, astfel încât electronii să le poată absorbi și să meargă la nivelurile superioare permise.

Deci, fotonii de lumină vizibilă zboară prin geam, pentru că nu au energia corespunzătoare pentru tranziția electronilor la un nivel mai ridicat de energie, iar sticla este, prin urmare, văzută transparentă.

Atunci când adăugați impurități în sticlă, având un alt spectru de energie, se poate face o sticlă de culoare va absorbi fotonii anumitor energii și va sări peste restul fotonilor de lumină vizibilă.

După cum se știe, toate corpurile constau din molecule și molecule - de la atomi. Atomii nu sunt, de asemenea, dificili (în descrierea noastră de promovare pe degete). În centrul fiecărui atom se află un kernel constând dintr-un proton sau un grup de protoni și neutroni, iar electronii sunt rotiți într-un cerc pe orbitele lor electronice / orbitele.

Lumina este, de asemenea, ușoară. Uitați (care și-au amintit) despre dualismul de undă corpuscular și ecuația Maxwell, lăsați lumina să fie un flux de bile de fotoni, care zboară dintr-o lanternă direct în ochii noștri.

Acum, dacă punem un zid de beton între o lanternă și ochi - nu vom mai vedea lumina. Și dacă întârzieți o lanternă pe acest zid pe partea noastră - dimpotrivă, vom vedea, deoarece fasciculul de lumină va afecta betonul și va cădea în ochii noștri. Dar prin beton, lumina nu va merge.

Este logic să presupunem că bilele fotonice sunt reflectate și nu trec prin peretele de beton deoarece se luptă cu atomii substanței, adică. beton. Este mai precis despre electroni, pentru ca electronii să se rotească atât de repede încât fotonul nu penetrează orbitalul electronic la kernel și se blochează și reflectă deja de la electron.

De ce lumina trece prin peretele de sticlă? La urma urmei, în interiorul paharului, moleculele și atomii, și dacă luați un pahar destul de gros, orice foton trebuie întâlnit mai devreme sau mai târziu, deoarece atomii sunt aceiași trilioane în fiecare cereale de cereale! Lucrul este modul în care apar coliziuni de electroni cu fotoni. Luăm cel mai simplu caz, un electron se rotește în jurul unui proton (acesta este un atom de hidrogen) și imaginați-l că prin acest electron a scuturat fotonul.

Toată energia fotonică a trecut electronul. Se spune că fotonul este absorbit de electron și a dispărut. Iar electronul a primit o energie suplimentară (care a fost purtată cu el însuși) și din această energie suplimentară pe care a sărit la o orbită mai mare și a început să zboare mai departe de nucleu.

Cel mai adesea, orbitele mai mari sunt mai puțin stabile, iar după un timp, electronul va goli acest foton, adică. "Lăsați-l să meargă la libertate" și se va întoarce la orbita sa stabilă scăzută. Fotonul emis va zbura într-o parte complet aleatoare, atunci va fi absorbită de un alt atom vecin și va rămâne rătăcirea în substanță, până când este emisă accidental înapoi sau nu este în cele din urmă pe încălzirea peretelui de beton .

Și acum cel mai interesant. Orbitele electronice nu pot fi nicăieri în jurul nucleului Atomului. Fiecare atom al fiecărui element chimic are un set determinist și final de niveluri sau orbite. Electronul nu poate fi ușor urcat deasupra sau să scadă ușor. Poate doar să sară pe un decalaj foarte clar de sus sau în jos, iar din moment ce aceste nivele diferă în energii, ceea ce înseamnă că numai un foton cu o anumită și foarte precis specificat poate împinge electronul la o orbită mai mare.

Se pare că, dacă avem trei fotoni cu energii diferite și numai unul este exact egal cu diferența de energii dintre nivelurile unui atom particular, numai acest foton "se ciocnește" cu atomul, restul va zbura, în Sensul literal "prin atomul" pentru că nu va fi capabil să ofere o porțiune de energie electronică specificată în mod clar pentru a merge la un alt nivel.

Și cum putem găsi fotoni cu energii diferite?

Se pare că cu cât mai multă viteză, cu atât este mai mare energia, toată lumea știe, dar toți fotonii zboară de la aceeași viteză - viteza luminii!

Poate că cea mai strălucitoare și mai puternică sursa luminii (de exemplu, dacă luați o lumină reflectoare a armatei, în loc de o lanternă), cu atât mai multă energie va fi la fotoni? Nu. În fasciculul puternic și strălucitor al luminii de căutare, doar un număr mai mare de piese fotonice, dar energia fiecărui foton individual este exact la fel ca în cei care zboară dintr-un felinar de buzunar mort.

Și aici vom mai trebui să ne amintim că lumina nu este doar un flux de bile de particule, ci și un val. Diferitele fotoni diferă în diferite lungimi de undă, adică. Frecvența diferită a oscilațiilor proprii. Și cu atât este mai mare frecvența oscilațiilor, taxa de energie mai puternică poartă fotonul.

Fotoni de frecvență joasă (lumină infraroșu sau undă radio) poartă o energie mică, de înaltă frecvență (lumină ultravioletă sau raze X) - foarte mult. Lumină vizibilă - undeva în mijloc. Aici și se află razele transparenței sticlei! Toți atomii din sticlă au electroni în astfel de orbite, care, pentru a se deplasa la o energie mai mare, este nevoie de impuls, ceea ce nu este suficient în fotonii de lumină vizibilă. Prin urmare, trece prin geam, practic nu se confruntă cu atomii săi.

Dar fotonii ultraviolete sunt destul de energia necesară pentru a traduce electronii cu orbită în orbită, astfel încât în \u200b\u200blumina ultravioletă, sticla de ferestre obișnuită este complet negru și opacă.

Și ceea ce este interesant. Prea multă energie este, de asemenea, rea. Energia fotonică ar trebui să fie acuratețea egală cu energia tranziției dintre orbite, din care orice substanță este transparentă pentru o lungime (și frecvențe) a undelor electromagnetice și nu transparentă altora, deoarece toate substanțele constau din atomi diferiți și configurațiile lor.

De exemplu, betonul este transparent pentru undele radio, și radiația infraroșie, opac pentru lumina vizibilă și ultravioletă, nu este transparentă și pentru radiografia, dar este din nou transparentă (într-o oarecare măsură) pentru radiațiile gamma.

De aceea este corect să spunem că sticla este transparentă pentru lumina vizibilă. Și pentru undele radio. Și pentru radiațiile gamma. Dar opac pentru ultraviolete. Și aproape nu transparent pentru lumina infraroșie.

Și dacă încă mai amintești că lumina vizibilă nu este, de asemenea, toți albi, dar este alcătuită din diferite lungimi (adică culorile) unde de la roșu la albastru închis, va deveni despre faptul că este clar de ce elementele au culori și nuanțe diferite, De ce trandafiri roșii și violete - albastru.

De ce sunt gazele transparente și nu există solide?

Temperatura joacă un rol decisiv în cazul în care această substanță va fi solidă, lichidă sau gazoasă. Sub presiune normală pe suprafața pământului la o temperatură de 0 grade Celsius și sub apă este un solid. La temperaturi cuprinse între 0 și 100 de grade Celsius Hater - lichid. La temperaturi de peste 100 de grade Celsius Water - gaz. Cuplurile din tigaie se aplică în mod uniform bucătăriei în toate direcțiile. Pe baza celor de mai sus, se presupune că prin gaze pot fi văzute și prin corpuri solide este imposibil. Dar unele solide, cum ar fi sticla, sunt la fel de transparente ca și aerul. Cum functioneazã? Cele mai multe solide absorb lumina care se încadrează pe ele. O parte din energia luminii absorbită merge la încălzirea corpului. Cea mai mare parte a luminii incidente se reflectă. Prin urmare, vedem un solid, dar nu putem vedea prin ea.

Concluzii

Substanța pare transparentă atunci când cuanța de lumină (fotoni) trece prin ea, fără a absorbi. Dar fotonii au energie diferită, iar fiecare compus chimic absoarbe numai acei fotoni care au o energie adecvată. Pe lumina vizibilă - de la roșu la violet - există o gamă foarte mică de energii fotonice. Și doar acest interval este "nu este interesat" de dioxid de siliciu, componenta principală a sticlei. Prin urmare, fotonii de lumină vizibilă aproape liber prin geam.

Întrebarea nu este motivul pentru care sticla este transparentă, dar de ce alte obiecte nu sunt transparente. Întregul lucru în nivelurile de energie pe care sunt amplasate electronii în atom. Vă puteți imagina sub formă de diverse rânduri de la stadion. Electronul are un anumit loc pe una dintre rânduri. Cu toate acestea, dacă are suficientă energie, poate sări peste un alt rând. În unele cazuri, absorbția unuia dintre fotoni care trece prin atom asigură doar energia necesară. Dar aici snag. Pentru a transfera un electron de la un număr la rând, fotonul trebuie să aibă o cantitate strict definită de energie, altfel va zbura. Așa se întâmplă cu sticla. Rândurile sunt atât de departe, încât energia unui foton de lumină vizibilă este pur și simplu suficientă pentru a muta electronii între ei.

Și fotonii spectrului de energie ultravioletă apucă, așa că sunt absorbiți, și aici, indiferent de cât de încercări, ascunzându-se în spatele paharului, nu contrazice. Într-un secol, care a trecut de la producerea de sticlă, oamenii și-au apreciat complet proprietatea unică pentru a fi simultan solid și transparent. Din ferestrele, lumina zilei și protejarea de la elemente, la dispozitive care permit să se uite departe în spațiu sau să observe lumi microscopice.

Având în vedere civilizația de sticlă modernă și ceea ce va rămâne din ea? Destul de ciudat, ne gândim rar cât de important este. Probabil, se întâmplă deoarece, fiind transparent, sticla rămâne inconspicuoasă și uităm de ceea ce este.