Waarom is glas transparant?
Waarom is glas transparant? Deze fascinerende eigenschap maakt glas bijna uniek onder de vaste stoffen. Hoewel veel gassen en water doorzichtig zijn, geldt dat zelden voor vaste stoffen. Er zijn enkele uitzonderingen, zoals bepaalde kunststoffen en ijs onder specifieke omstandigheden. Maar het merendeel van de materialen in de natuur – zoals hout, steen, metalen en de meeste kunststoffen – is opaak, oftewel niet doorzichtig. Glas onderscheidt zich. Het is keihard, maar bijna onzichtbaar. Hoe is dat mogelijk?
Waarom is niet alles transparant?
Het klinkt misschien vreemd, maar eigenlijk stellen we de verkeerde vraag. Als je inzoomt tot op moleculair niveau – dus kijkt naar de kleinste bouwstenen van materialen – zou je juist verwachten dat alle stoffen doorzichtig zijn. Waarom? Dat leggen we je uit:
Even terug naar de basics, een korte herhaling van de scheikundeles uit de brugklas: wanneer je glas – of een willekeurige andere stof – eindeloos blijft splitsen, kom je uiteindelijk uit op moleculen, de bouwstenen van een materiaal. Splits je verder, dan houd je geen glas meer over, maar losse atomen. Die atomen bestaan op hun beurt weer uit een kern, met daaromheen elektronen.
Hier komt het fascinerende: de verhouding tussen de kern (plus elektronen) en de lege ruimte in een molecuul is uitzonderlijk klein. "Klein" is eigenlijk een understatement: slechts 1 miljoenste van de ruimte wordt ingenomen door massa, de rest is lege ruimte. Om dit te visualiseren: stel je een bol voor met een diameter van 1 kilometer. In die bol zou de massa gelijk staan aan een zandkorrel van 1 millimeter doorsnede. De rest is leegte. Voor meer uitleg, bekijk deze Wikipedia-pagina.
En nu wordt het interessant: als er zoveel lege ruimte is, waarom kunnen we dan niet door materialen zoals hout, metaal of steen heen kijken? Waarom wordt licht tegengehouden door die minieme hoeveelheid massa?
Licht en elektronen
Elektronen bevinden zich in banen (ook wel schillen genoemd) rondom de kern, en ze staan daar niet stil. Integendeel, ze bewegen razendsnel rond. Wanneer een lichtdeeltje (foton) in de buurt van zo’n elektron komt én precies de juiste hoeveelheid energie heeft (niet te veel en niet te weinig), kan het elektron naar een hogere baan (schil) springen met meer energie. Zodra het elektron weer terugvalt naar zijn oorspronkelijke baan, wordt het lichtdeeltje opnieuw vrijgegeven. Hierbij verandert de richting van het lichtdeeltje: het wordt als het ware teruggekaatst. Dit proces gebeurt extreem snel, namelijk met de snelheid van het licht. De energie die vrijkomt bij het terugvallen van het elektron bepaalt de kleur van een object. Wat je ziet, is dus licht dat wordt weerkaatst op materialen zoals hout, steen of metaal.
Glas en licht
Waarom is glas eigenlijk transparant? Kleurloos glas laat zichtbaar licht door omdat de banen (of schillen) van de elektronen in het materiaal zo ver uit elkaar liggen dat de energie van zichtbaar licht simpelweg te laag is om een sprong te maken. De elektronen in glas hebben veel meer energie nodig om naar een andere baan te springen; alleen ultraviolet (UV) licht bevat genoeg energie daarvoor. Hierdoor laat glas geen UV-licht door (dit is ook de reden waarom je niet bruin wordt als je achter glas in de zon zit).
En juist daarom is glas transparant! Maar hoe zit het dan met gekleurd glas? Glas krijgt zijn kleur door het toevoegen van metaaloxiden. Hier lees je meer over hoe dit werkt. Het is dus niet het glas zelf dat van nature gekleurd is, maar de extra stoffen die eraan worden toegevoegd veroorzaken de kleuring.
Licht en glas, altijd een goed idee!
Heel graag creëren wij lampen die je nergens anders zult vinden. Wij maken unieke designs, van realistisch tot abstract, vaak kleurrijk en altijd speciaal. Heeft u een idee voor een lamp en wilt u deze door ons laten ontwikkelen? Neem gerust contact met ons op!
