علم

أجوبة علمية "لماذا الزجاج غير مرئي؟"

أجوبة علمية


كان الزجاج من أكثر المواد المدهشة التي استخدمها الإنسان منذ العصور القديمة. لقد لعبت دورًا مهمًا في الحياة اليومية ، من الهندسة المعمارية والاتصالات والفن والتصميم الصناعي وتشييد المباني. إنها واحدة من أكثر المواد التي يمكن الاعتماد عليها في العالم. نستخدمه في الأدوات الطبية والأدوية والمواد الكيميائية والغذاء والماء وغير ذلك. إذن ما هو العلم وراء هذا الخلق المهم؟

ما هو الزجاج ومن أين يأتي؟

الزجاج عبارة عن مادة صلبة غير عضوية وعادة ما تكون شفافة أو شفافة وكذلك هشة وصلبة وغير منفذة للعناصر الطبيعية. المصدر الرئيسي للزجاج هو قشرة الأرض ، حيث يكون الأكسجين والسيليكون أكثر العناصر الأساسية.

[مصدر الصورة:بيكساباي]

تتكامل جزيئات الأكسجين والسيليكون مع بعضها البعض وتشكل ثاني أكسيد السيليكون. هذا يتحول إلى كوارتز. الكوارتز له شكل بلوري منتظم ، يوجد عادة في الرمال وهو المكون الرئيسي لمعظم أنواع الزجاج.

[مصدر الصورة:بيكساباي]

صلبة غير متبلورة

تعكس العيوب الأصغر داخل الهيكل البلوري وحواف الحبيبات المتشكلة بشكل صارم الضوء الذي يمسك بها وتشتيته. لكن الحرارة تغير كل شيء. عندما يتم تسخين الكوارتز بدرجة كافية ، فإن الحرارة تهتز الجزيئات حتى تنكسر الروابط التي تربطها ببعضها البعض وتصبح سائلًا متدفقًا. شرح المعلم مارك ميودونيك العملية:

"لا يتحول ثاني أكسيد السيليكون السائل إلى مادة صلبة بلورية عندما تبرد. وبدلاً من ذلك ، عندما تفقد الجزيئات الطاقة ، فإنها تكون أقل قدرة على الانتقال إلى وضع مرتب ، والنتيجة هي ما يسمى مادة صلبة غير متبلورة. مادة صلبة مع التركيبة الفوضوية للسائل ، مما يسمح للجزيئات بملء أي فجوات بحرية. وهذا يجعل سطح الزجاج موحدًا على المستوى المجهري ، مما يسمح للضوء بضربه دون أن يتشتت في اتجاهات مختلفة. "

[مصدر الصورة:بيكساباي]

كما تعلم ، تتكون الذرة من نواة مع إلكترونات تدور حولها في مساحة فارغة. يمكن للضوء أن يمر دون لمس أي من هذه الجسيمات. لكن لماذا لا تكون المزيد من المواد شفافة؟ يتعلق الأمر فقط بمستويات الطاقة المختلفة التي يمكن أن تمتلكها الإلكترونات في الذرة.

"فقط تخيلهم كصفوف مختلفة من المقاعد في الاستاد. تم تخصيص إلكترون في البداية للجلوس في صف معين ، ولكن يمكن أن يقفز إلى صف أفضل إذا كان لديه الطاقة فقط. ولحسن الحظ ، فإن امتصاص أحد يمكن أن توفر تلك الفوتونات الضوئية التي تمر عبر الذرة الطاقة التي يحتاجها الإلكترون فقط. ولكن هناك مشكلة. يجب أن تكون طاقة الفوتون هي الكمية المناسبة لإيصال الإلكترون إلى الصف التالي. وإلا فإنه سيسمح للفوتون بالمرور من خلال ، ويصادف أنه في الزجاج ، تكون الصفوف متباعدة للغاية بحيث لا يستطيع فوتون من الضوء المرئي توفير طاقة كافية للإلكترون للقفز بينها ".

بالتأكيد نحن الآن ننتج أنواعًا مختلفة من الزجاج ، بعضها شفاف تمامًا أم لا. لكن الكيمياء والسحر وراءهما شكلا حقًا حياة الإنسان ، في معاني كثيرة.

راجع أيضًا: الزجاج المعدني الجديد يمكن أن يخلق مركبات ناسا الجوالة الرشيقة

عبر بريتانيكا

بقلم تمار مليكة تيغون


شاهد الفيديو: 60 لغز صعب مع الحل أتحداك تحل حتى نصفهم لأذكياء فقط!