Làm thế nào thủy tinh có đặc tính trong suốt, có thể nhìn xuyên qua được?
Chúng ta có thể dễ dàng nhận ra là gần như các chất lỏng và khí đều trong suốt như nước, dầu ăn, những loại khí…. Còn những chất rắn thì không sở hữu đặc tính này. nguyên do là do sự khác biệt cơ bản trong cấu trúc phân tử giữa các chất rắn, lỏng, khí. lúc một chất ở trạng thái rắn, các phân tử của nó được liên kết với nhau rất chặt chẽ làm cho chúng mang đặc tính căn bản là cứng.
Lúc chuyển sang thể lỏng, sức liên kết này giảm và những phân tử bắt đầu tự xếp thẳng hàng một cách tự nhiên. Và ở các chất khí, các liên kết phân tử rất yếu. Mối liên kết giữa các phân tử với nhau hầu hết hoàn toàn hỗn độn, ngẫu nhiên. Và chính đặc tính này là lý do vì sao ánh sáng có thể truyền qua những lỗ hổng của chất lỏng và chất khí mà ko truyền qua được “bức tường” của các phân tử chất rắn xếp ngay ngắn.
Chúng ta có thể dễ dàng nhận ra là gần như các chất lỏng và khí đều trong suốt như nước, dầu ăn, những loại khí…. Còn những chất rắn thì không sở hữu đặc tính này. nguyên do là do sự khác biệt cơ bản trong cấu trúc phân tử giữa các chất rắn, lỏng, khí. lúc một chất ở trạng thái rắn, các phân tử của nó được liên kết với nhau rất chặt chẽ làm cho chúng mang đặc tính căn bản là cứng.
Lúc chuyển sang thể lỏng, sức liên kết này giảm và những phân tử bắt đầu tự xếp thẳng hàng một cách tự nhiên. Và ở các chất khí, các liên kết phân tử rất yếu. Mối liên kết giữa các phân tử với nhau hầu hết hoàn toàn hỗn độn, ngẫu nhiên. Và chính đặc tính này là lý do vì sao ánh sáng có thể truyền qua những lỗ hổng của chất lỏng và chất khí mà ko truyền qua được “bức tường” của các phân tử chất rắn xếp ngay ngắn.
Do vậy, tùy thuộc vào thể của mỗi chất mà khi ánh sáng chiếu vào sẽ xảy ra các hiện tượng phản xạ, phân tán, hấp thụ hay phối hợp cả ba hiện tượng này. các phân tử của chất đó càng bố trí tự nhiên thì ánh sáng càng đi qua dễ dàng.
Do nắm được đặc điểm này nên quy trình tạo ra thủy tinh - một chất rắn nhưng lại trong suốt được thực hiện như sau:
Người ta thường sử dụng cát tức Silic điôxít (SiO2) để làm thủy tinh. Họ đun nóng cát tới một nhiệt độ cực cao cho đến khi nó nóng chảy rồi làm lạnh mau chóng. Nhiệt độ, thời gian làm hot và làm mát phải được thực hiện trong một quy trình chuẩn xác.
Trong công đoạn đun hot người ta cho vào đó các chất để làm cát nóng chảy nhanh hơn và những chất khiến thủy tinh ko bị giòn và dễ vỡ, đồng thời thứ tự này sẽ làm thủy tinh trở nên 1 chất vô định hình (không phải chất lỏng cũng chẳng phải là chất rắn).
Nghĩa là lúc cát hot chảy, những phân tử của nó sắp xếp tự nhiên và việc làm cho lạnh mau chóng làm cho các phân tử bị đông đặc nhưng vẫn giữ lại cấu trúc xếp đặt không theo trật tự ở trạng thái lỏng khiến cho nó trở nên trong suốt. Bởi vậy nên mặc dù ở trạng thái rắn, thủy tinh vẫn giữ đặc tính là trong suốt như chất lỏng. Đồng thời, những hạt electron trong thủy tinh ko hấp thu năng lượng của các photon ánh sáng trong quang phổ nhìn thấy được cho nên nó trong suốt trong vùng ánh sáng cói thể nhìn thấy.
Hiện giờ, người ta mang thể dùng rất nhiều chất khác nhau để đáp ứng thủy tinh. Tùy thuộc vào loại chất và độ thuần khiết của mỗi chất làm ra thủy tinh mà lượng ánh sáng cũng như dạng ánh sáng truyền qua sẽ khác nhau.
Chính vì vậy, người ta có thể pha trộn vào quy trình làm thủy tinh những tạp chất khác nhau để đổi thay tính chất của chúng tùy vào mục đích sử dụng nhằm ngăn cản tia cực tím hay những phần của quang phổ ánh sáng nhìn thấy được như để khiến kính mát, các loại cửa kính đục, trong mờ….
Đồng thời, người ta cũng có thể đổi thay những tính chất của thủy tinh như lọc ra các bước sóng cụ thể của ánh sáng, làm cho chậm quá trình làm mát đủ để cho phép những phân tử kết tinh không hoàn chỉnh làm chúng có thể truyền ánh sáng hay khúc xạ ánh sáng theo các mục đích dùng khác nhau như làm tròng mắt kính, kính lúp…
Do nắm được đặc điểm này nên quy trình tạo ra thủy tinh - một chất rắn nhưng lại trong suốt được thực hiện như sau:
Người ta thường sử dụng cát tức Silic điôxít (SiO2) để làm thủy tinh. Họ đun nóng cát tới một nhiệt độ cực cao cho đến khi nó nóng chảy rồi làm lạnh mau chóng. Nhiệt độ, thời gian làm hot và làm mát phải được thực hiện trong một quy trình chuẩn xác.
Trong công đoạn đun hot người ta cho vào đó các chất để làm cát nóng chảy nhanh hơn và những chất khiến thủy tinh ko bị giòn và dễ vỡ, đồng thời thứ tự này sẽ làm thủy tinh trở nên 1 chất vô định hình (không phải chất lỏng cũng chẳng phải là chất rắn).
Nghĩa là lúc cát hot chảy, những phân tử của nó sắp xếp tự nhiên và việc làm cho lạnh mau chóng làm cho các phân tử bị đông đặc nhưng vẫn giữ lại cấu trúc xếp đặt không theo trật tự ở trạng thái lỏng khiến cho nó trở nên trong suốt. Bởi vậy nên mặc dù ở trạng thái rắn, thủy tinh vẫn giữ đặc tính là trong suốt như chất lỏng. Đồng thời, những hạt electron trong thủy tinh ko hấp thu năng lượng của các photon ánh sáng trong quang phổ nhìn thấy được cho nên nó trong suốt trong vùng ánh sáng cói thể nhìn thấy.
Hiện giờ, người ta mang thể dùng rất nhiều chất khác nhau để đáp ứng thủy tinh. Tùy thuộc vào loại chất và độ thuần khiết của mỗi chất làm ra thủy tinh mà lượng ánh sáng cũng như dạng ánh sáng truyền qua sẽ khác nhau.
Chính vì vậy, người ta có thể pha trộn vào quy trình làm thủy tinh những tạp chất khác nhau để đổi thay tính chất của chúng tùy vào mục đích sử dụng nhằm ngăn cản tia cực tím hay những phần của quang phổ ánh sáng nhìn thấy được như để khiến kính mát, các loại cửa kính đục, trong mờ….
Đồng thời, người ta cũng có thể đổi thay những tính chất của thủy tinh như lọc ra các bước sóng cụ thể của ánh sáng, làm cho chậm quá trình làm mát đủ để cho phép những phân tử kết tinh không hoàn chỉnh làm chúng có thể truyền ánh sáng hay khúc xạ ánh sáng theo các mục đích dùng khác nhau như làm tròng mắt kính, kính lúp…
0 nhận xét:
Đăng nhận xét