Как получается, что стекло пропускает свет, а лист картона — нет? Да и вообще, что такое прозрачность?

Автор:
NikoniX
Печать
дата:
21 февраля 2020 00:01
Просмотров:
509
Комментариев:
1
Пользуясь благами окружающего мира, мы нисколько не задумываемся о его устройстве, о том, насколько сложными в реальности могут оказаться простые на первый взгляд вещи и явления. Почему, например, вода мокрая, а небо — синее, что такое электричество и почему стекло прозрачное, а лист картона — нет?

Как получается, что стекло пропускает свет, а лист картона — нет? Да и вообще, что такое прозрачность?

Источник изображения: chimiochart.gr




И впрямь, каким образом свету удается проходить сквозь стекло, а ведь его плотность намного больше плотности картона? Впрочем, касается это не только стекла, но также других материалов и веществ — воды, газов и некоторых полимеров.

Чтобы разгадать эту тайну, придется погрузиться в микромир. По некоторым причинам, которые мы не станем сейчас затрагивать, его нельзя увидеть и пощупать, его можно только описать математически. Это довольно сложная задача, но мы и не будем ее решать, вместо этого постараемся преобразовать неудобоваримый язык физики и математики в простые образы, которые можно представить мысленно.

Как известно, все окружающие нас предметы состоят из атомов, образующих в связке молекулы сложных веществ. Атом является довольно простой единицей, который состоит из фундаментальных частиц — положительно заряженного ядра (протоны и нейтроны) и вращающихся вокруг него на своих орбитах электронов.

Со светом всё немного сложнее, поскольку он обладает свойствами не только частицы, но и волны. ..

Как получается, что стекло пропускает свет, а лист картона — нет? Да и вообще, что такое прозрачность?

Источник изображения: 6iee.com


Тем не менее, продолжим представлять и то и другое в виде шариков. Когда вы направляете луч света на лист картона, шарики-фотоны «ударяются» об атомы вещества и отскакивают от него подобно мячикам.

Вернее, отскакивают они от вращающихся вокруг атомных ядер электронов, которые, получив дополнительный заряд энергии фотона, могут переходить на более высокие орбиты. Правда, последние весьма неустойчивы и очень скоро электроны возвращаются на свои насиженные места. При этом электрон возвращает остаток полученной энергии в виде того же фотона, который тут же сталкивается с другим электроном. В конце концов фотон истрачивает свою энергию, то есть поглощается. В результате не остается ничего, что бы могло пройти сквозь лист картона, поэтому он и кажется нам непрозрачным.

Но разве в листе стекла нет тех же электронов? Если есть, почему они тогда не отражают летящие на них фотоны?

Как получается, что стекло пропускает свет, а лист картона — нет? Да и вообще, что такое прозрачность?

Источник изображения: agderposten.no


Из предыдущего примера, видно, что фотон света не сможет пройти сквозь вещество только в том случае, если ему удастся вытолкнуть электрон на дальнюю орбиту, отдав свою энергию и поглотившись. Но хитрость в том, что у атомов разных веществ эти дальние орбиты находятся на разных строго детерминированных уровнях, и у фотона попросту может не хватить энергии, чтобы забросить на нее электрон. Такой фотон не тратит свою энергию на «бесполезную» работу и просто пролетает мимо.

Вот вам и вся тайна прозрачности стекла. Энергетические орбиты атомов прозрачных веществ находятся так далеко от ядер, что энергии фотонов видимого света не хватает на их взаимодействие с электронами.

А вообще, прозрачность понятие довольно относительное. Если бы мы видели только в ультрафиолетовом свете, то самое чистое и прозрачное стекло представлялось бы нам не таким прозрачным, а всё потому, что более высокоэнергетические фотоны ультрафиолета вступили бы с электронами стекла и были бы ими поглощены.

2 не понравился
2 понравился пост
 
Незарегистрированные посетители не могут оценивать посты
 
 
 
 


 
 
 
 

Информация

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оставлять свои CRAZY комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Пожалуйста пройдите простую процедуру регистрации или авторизируйтесь под своим логином. Также вы можете войти на сайт, используя существующий профиль в социальных сетях (Вконтакте, Одноклассники, Facebook, Twitter и другие)

 
 
 
 
 
Наверх