Почему стекло прозрачное?

Как мне кажется, предыдущие "ораторы" отвечали немного не про то :) Вопрос был в том, почему стекло прозрачно для видимого света, а железо или, скажем, бумага -- нет. Тут действует много факторов, причём нормальными человеческими словами их описать трудно. Но я попробую.

Свет -- электромагнитная волна. Поэтому прозрачность определяется её взаимодействием с веществами. Дело тут вкратце вот в чём.

1. Металлы непрозрачны для электромагнитного излучения, потому что состоят из положительно заряженных атомов, вокруг которых гуляет электронный газ. Когда электромагнитная волна попадает в такую среду, её электрическое поле начинает взаимодействовать как с атомами, так и с электронами, и его регулярность нарушается. На этом волне приходит конец, и дальше она уже не распространяется :(

2. Чистые диэлектрики содержат нейтральные атомы и имеют потенциальную возможность пропускать электромагнитную волну с небольшим взаимодействием. Тут многое зависит от длины волны. Все чистые диэлектрики блокируют только часть частотного спектра электромагнитного излучения. Если пропускаемая таким веществом часть соответствует видимому свету, то мы имеем дело с красителем. На него падает белый свет (смесь всех цветов радуги) , а выходит, скажем, только зелёный. Или возьмём пульт управления телевизором. Его "стекло" почти непрозначно для видимого света, зато хорошо пропускает лучи "инфракрасного цвета". Ну, а для коротких волн (например, рентгеновских и тем более гамма-лучей) прозрачными являются вообще все диэлектрики.

3. Вещества, состоящие из смесей, такие как толчёное стекло (смесь диоксида кремния и воздуха) , бумага (смесь разных волокон, клея и т. д. ) вызывают многократное отражение и преломление световой волны на границах своих составляющих. Вследствие этого свет рассеивается, и такие вещества непрозрачны для него. Но для рентгеновского или гамма-излучения они прозрачны, потому что чем короче волна, тем больше её энергия и тем менее она подвержена отражениям и преломлениям.

Таким образом, прозрачность веществ для электромагнитных волн определяется многими факторами, а стекло -- это просто счастливое их совпадение, позволяющее нам видеть мир за окном и говорить по мобильнику в квартире :) Так случилось, что двуокись кремния блокирует ультрафиолет, который мы и так не видим, но хорошо пропускает видимый свет, инфракрасные лучи и радиоволны (они тоже ведь родственны свету) . Полагаю, люди долго искали достаточно доступное вещество с такими вот свойствами -- и нашли, слава богу. А иначе нам пришлось бы окна и лампочки из алмазов делать.

Все атомы в стекле имеют электроны на таких орбитах, что для перехода на более высокую им необходим толчок энергии, которой не достаточно у фотонов видимого света. Поэтому он проходит сквозь стекло, практически не сталкиваясь с его атомами.

А вот ультрафиолетовые фотоны — вполне себе несут энергию, необходимую для перехода электронов с орбиту на орбиту, поэтому в ультрафиолетовом свете обычное оконное стекло — совершенно черное и непрозрачное.

Причем, что интересно. Слишком много энергии — тоже плохо. Энергия фотона должна быть в точности равна энергии перехода между орбитами, от чего любое вещество прозрачно для одних длин (и частот) электромагнитных волн, и не прозрачно для других, потому что все вещества состоят из разных атомов и их конфигураций, т. е. молекул.

Например бетон прозрачен для радиоволн, и инфракрасного излучения, непрозрачен для видимого света и ультрафиолета, не прозрачен так же для рентгена, но снова прозрачен (в какой–то мере) для гамма-излучения.

Именно по этому правильно говорить, что стекло прозрачно для видимого света. И для радиоволн. И для гамма-излучения. Но непрозрачно для ультрафиолета. И почти не прозрачно для инфракрасного света.

магия

Свет- это волна, а она, вступает во взаимодействие с чем-либо только, если находится в резонансе электронных орбиталей вещества. Если на её пути вещество не имеет резонансных оболочек, волна проходит насквозь.

Потому что сквозь стекло надо всё видеть, вот его и делают прозрачным...