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La science répond "Pourquoi le verre est-il invisible?"

La science répond

Le verre est l'un des matériaux les plus étonnants utilisés par les humains depuis l'Antiquité. Il a joué un rôle important dans la vie quotidienne, de l'architecture, des télécommunications, de l'art, du design industriel et de la construction de bâtiments. C'est l'un des matériaux les plus fiables au monde. Nous l'utilisons dans les outils médicaux, les médicaments, les produits chimiques, la nourriture, l'eau et plus encore. Alors, quelle est la science derrière cette importante création?

Qu'est-ce que le verre et d'où vient-il?

Le verre est un matériau solide inorganique qui est généralement translucide ou transparent ainsi que cassant, dur et imperméable aux éléments naturels. La principale source de verre est la croûte terrestre, où les éléments les plus primaires sont l'oxygène et le silicium.

[Source de l'image:Pixabay]

Les molécules d'oxygène et de silicium s'intègrent les unes aux autres et forment du dioxyde de silicium. Cela se transforme en quartz. Le quartz a une forme cristalline régulière, que l'on trouve couramment dans le sable et est l'ingrédient principal de la plupart des types de verre.

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Solide amorphe

Les plus petits défauts au sein de la structure cristalline et les bords des grains formés de manière rigide réfléchissent et dispersent la lumière qui les capture. Mais la chaleur change tout. Lorsque le quartz est suffisamment chauffé, la chaleur fait vibrer les molécules jusqu'à ce qu'elles rompent les liaisons qui les maintiennent ensemble et deviennent un liquide fluide. L'éducateur Mark Miodownik a expliqué le processus:

"Le dioxyde de silicium liquide ne se transforme pas en un solide cristallin lorsqu'il refroidit. Au lieu de cela, à mesure que les molécules perdent de l'énergie, elles sont de moins en moins capables de se déplacer dans une position ordonnée, et le résultat est ce qu'on appelle un solide amorphe. avec la structure chaotique d'un liquide, qui permet aux molécules de combler librement les lacunes. Cela rend la surface du verre uniforme à un niveau microscopique, permettant à la lumière de le frapper sans être diffusée dans des directions différentes. "

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Comme vous le savez peut-être, un atome est constitué d'un noyau avec des électrons en orbite autour de lui dans un espace vide. La lumière peut passer sans toucher aucune de ces particules. Mais pourquoi plus de matériaux ne sont-ils pas transparents? Il s'agit simplement des différents niveaux d'énergie que les électrons d'un atome peuvent avoir.

"Imaginez-les simplement comme différentes rangées de sièges dans les gradins du stade. Un électron est initialement assigné pour s'asseoir dans une certaine rangée, mais il pourrait sauter à une meilleure rangée s'il avait seulement l'énergie. Par chance, absorber l'un des ces photons lumineux qui traversent l'atome peuvent fournir juste l'énergie dont l'électron a besoin. Mais il y a un problème. L'énergie du photon doit être la bonne quantité pour amener un électron à la rangée suivante. Sinon, il laissera passer le photon par, et il se trouve que dans le verre, les rangées sont si éloignées qu'un photon de lumière visible ne peut pas fournir assez d'énergie pour qu'un électron saute entre elles. "

Nous produisons certainement de nombreux types de verre, que certains soient totalement transparents ou non. Mais la chimie et la magie derrière eux ont vraiment façonné la vie humaine, dans de nombreux sens.

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Via Britannica

Écrit par Tamar Melike Tegün

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