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Wissenschaftliche Antworten "Warum ist Glas unsichtbar?"

Wissenschaftliche Antworten

Glas ist seit der Antike eines der erstaunlichsten Materialien, die von Menschen verwendet werden. Es spielte eine wichtige Rolle im täglichen Leben, von Architektur, Telekommunikation, Kunst, Industriedesign bis hin zum Hochbau. Es ist eines der zuverlässigsten Materialien der Welt. Wir verwenden es in medizinischen Werkzeugen, Medikamenten, Chemikalien, Lebensmitteln, Wasser und vielem mehr. Was ist die Wissenschaft hinter dieser wichtigen Schöpfung?

Was ist Glas und woher kommt es?

Das Glas ist ein anorganisches festes Material, das normalerweise durchscheinend oder transparent sowie spröde, hart und undurchlässig für die natürlichen Elemente ist. Die Hauptquelle für Glas ist die Erdkruste, wo die wichtigsten Elemente Sauerstoff und Silizium sind.

[Bildquelle:Pixabay]

Die Sauerstoff- und Siliziummoleküle integrieren sich miteinander und bilden Siliziumdioxid. Das wird zu Quarz. Quarz hat eine regelmäßige kristalline Form, die üblicherweise im Sand vorkommt und der Hauptbestandteil der meisten Glasarten ist.

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Amorpher Feststoff

Die kleineren Defekte innerhalb der Kristallstruktur und die Kanten der starr geformten Körner reflektieren und streuen das Licht, das sie einfängt. Aber die Hitze verändert alles. Wenn der Quarz ausreichend erhitzt wird, vibriert die Wärme Moleküle, bis sie die Bindungen aufbrechen, die sie zusammenhalten, und zu einer fließenden Flüssigkeit werden. Der Pädagoge Mark Miodownik erklärte den Prozess:

"Flüssiges Siliziumdioxid verwandelt sich beim Abkühlen nicht in einen kristallinen Feststoff. Stattdessen können sich die Moleküle mit abnehmender Energie immer weniger in eine geordnete Position bewegen, und das Ergebnis ist ein sogenannter amorpher Feststoff. Ein fester Stoff mit der chaotischen Struktur einer Flüssigkeit, die es den Molekülen ermöglicht, Lücken frei zu füllen. Dadurch wird die Oberfläche des Glases auf mikroskopischer Ebene gleichmäßig, sodass Licht auf sie treffen kann, ohne in verschiedene Richtungen gestreut zu werden. "

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Wie Sie vielleicht wissen, besteht ein Atom aus einem Kern, um den Elektronen in einem leeren Raum kreisen. Licht kann hindurchtreten, ohne eines dieser Partikel zu berühren. Aber warum sind nicht mehr Materialien transparent? Es geht nur um die unterschiedlichen Energieniveaus, die Elektronen in einem Atom haben können.

"Stellen Sie sich sie als verschiedene Sitzreihen in den Stadionständen vor. Ein Elektron wird zunächst zugewiesen, um in einer bestimmten Reihe zu sitzen, aber es könnte in eine bessere Reihe springen, wenn es nur die Energie hätte. Wie es das Glück wollte, absorbiert es eine von Diese Lichtphotonen, die durch das Atom laufen, können genau die Energie liefern, die das Elektron benötigt. Aber es gibt einen Haken. Die Energie des Photons muss die richtige Menge sein, um ein Elektron in die nächste Reihe zu bringen. Andernfalls lässt es das Photon einfach durch und es kommt einfach so vor, dass die Reihen im Glas so weit voneinander entfernt sind, dass ein Photon aus sichtbarem Licht nicht genug Energie liefern kann, damit ein Elektron zwischen ihnen springen kann. "

Sicherlich produzieren wir jetzt viele verschiedene Arten von Glas, von denen einige vollständig transparent sind oder nicht. Aber die Chemie und Magie hinter ihnen hat das menschliche Leben in vielerlei Hinsicht wirklich geprägt.

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Über Britannica

Geschrieben von Tamar Melike Tegün

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