Ինչո՞ւ ենք տեսնում ապակու միջով։
Կարճ պատասխան
Ապակին թափանցիկ է, որովհետև քիչ է կլանում և քիչ է ցրում տեսանելի լույսը։ Տեսանելի լույսի էներգիան սովորաբար չի բավարարում, որ ապակու էլեկտրոնները կլանեն այն, իսկ հարթ, համասեռ թերթը քիչ է ցրում։ Հետևում գտնվող առարկաներից եկող լույսի մեծ մասը հասնում է մեր աչքին, թեև մի մասն անդրադառնում է ապակու մակերեսներից։
Այս հոդվածում
Ինչո՞ւ է ապակին թափանցիկ, իսկ ավազը՝ ոչ։
Քվարցի առանձին հատիկն ինքնին կարող է թափանցիկ լինել։ Բայց ավազի կույտը կազմված է բազմաթիվ հատիկներից, որոնց արանքում օդ կա։ Հատիկից հատիկ անցնելիս լույսը փոխում է ուղղությունը, և կույտի միջով հստակ պատկեր չենք տեսնում։ Հավայիի համալսարանի նյութում նշվում են թափանցիկ քվարցի հատիկները, իսկ Հոնկոնգի աստղադիտարանի բացատրությունը ցույց է տալիս, թե ինչպես են ավազահատիկները փոխում լույսի ուղղությունը։
Ապակի պատրաստելիս այդ կառուցվածքը փոխվում է։ Բաղադրիչները միասին հալվելով դառնում են շարունակական նյութ՝ առանձին հատիկների և օդային բացերի կույտի փոխարեն։ Այսպես նույն սիլիկահող (սիլիցիումի երկօքսիդ)ը կարող է լինել թափանցիկ ապակու բաղադրիչ։ Ծովափի սովորական ավազը, սակայն, պարունակում է նաև այլ հանքանյութեր ու խառնուրդներ․ ցանկացած բուռ ավազ հալեցնելը դեռ թափանցիկ ապակի չի երաշխավորում։ Ընտրված բաղադրիչների մասին պատմում է ապակու կազմի հոդվածը։
Ի՞նչ է հասնում աչքին։
Պատկերացրեք ապակու հետևում գտնվող նկար։ Լույսն ընկնում է նկարի վրա, անդրադառնում նրա մակերեսից, անցնում ապակու միջով և հասնում ձեզ։ Նկարը տեսնում եք, որովհետև այդ լույսը տեղեկություն է բերում գույների ու ձևերի մասին։ Կորնինգի ապակու թանգարանը թափանցիկությունը բացատրում է առարկայի, լույսի և դիտողի այս կապով։
Լույսը կարող է անցնել նյութի միջով, անդրադառնալ կամ կլանվել։ Ցրումը փոխում է դրա ուղղությունը և կարող է խանգարել հստակ տեսնելուն, նույնիսկ երբ նյութը շարունակում է լույս բաց թողնել։ Ուստի լույս ներս թողնելը և հետևում գտնվող նկարի մանրամասները հստակ ցույց տալը տարբեր հատկություններ են։
Ինչո՞ւ ապակին գրեթե չի կլանում տեսանելի լույսը։
Լույսը կարելի է նկարագրել որպես էներգիայի փոքր բաժիններ՝ ֆոտոններ։ Թանգարանի պարզեցված բացատրությամբ՝ ֆոտոնի կլանումը կարող է էլեկտրոնը տեղափոխել էներգիայի ավելի բարձր մակարդակ։ Դրա համար էներգիան պետք է համապատասխանի այդ անցմանը։ Թափանցիկ ապակու դեպքում տեսանելի լույսի ֆոտոնները հեշտությամբ չեն առաջացնում համապատասխան էլեկտրոնային անցումները, և լույսի մեծ մասն անցնում է նյութի միջով։
Տարբեր ապակիներ կլանում են ճառագայթման տարբեր տիրույթներ։ Մեզ համար թափանցիկ թերթը կարող է իրեն այլ կերպ պահել ուլտրամանուշակագույն կամ ինֆրակարմիր ճառագայթման դեպքում, որը չենք տեսնում։
Արդյո՞ք բոլոր ապակիներն են թափանցիկ։
Ոչ։ Ապակին կարող է լինել գունավոր, կիսաթափանցիկ կամ անթափանց։ Կազմն ու մշակումը փոխում են տեսքը․ «ապակի» բառը նյութերի ընտանիք է անվանում, ոչ թե թափանցիկության երաշխիք է։
Փայլատ մակերեսը ծանոթ օրինակ է։ Այն ցրում է լույսը․ դրա հետևում լույսը տեսնում եք, բայց մանրամասները մշուշվում են։ Հակաանդրադարձային ծածկույթն այլ նպատակ ունի՝ նվազեցնել մակերեսից անդրադարձող լույսը՝ առանց այդ փայլատ մշուշի։
Ինչո՞ւ թափանցիկ ապակու վրա դեռ արտացոլանքներ ենք տեսնում։
Թափանցիկությունն ու անդրադարձը կարող են միաժամանակ լինել։ Լույսի մի մասն անցնում է օդի և ապակու սահմանը, մյուս մասը վերադառնում է։ Այդ պատճառով կարող եք միաժամանակ տեսնել նկարը ապակու հետևում և դիմացի պատուհանի արտացոլանքը։ Հակաանդրադարձային ծածկույթները նվազեցնում են վերադարձող մասը, բայց ապակին դատարկ տարածություն չեն դարձնում։
Շրջանակված նկարի համար այստեղ երկու առանձին հարց կա՝ որքան լույս է անցնում, և որքան սենյակային լույս է անդրադառնում դեպի դիտողը։ UV պաշտպանության ցուցանիշը երրորդ հարցին է պատասխանում։ Դրանցից ոչ մեկը միայն «թափանցիկ» բառից իմանալ հնարավոր չէ։