Warum kann Licht durch Glas dringen?

(Dan Tri) – Die amorphe Eigenschaft ist der Hauptgrund dafür, dass Licht durch Glas hindurchgeht, aber nicht durch Holz.

Transparente Glastüren ermöglichen es uns, die Außenwelt direkt vom Haus aus zu sehen (Foto: Getty).

Im modernen Leben ist Glas zu einem unverzichtbaren Material geworden, das überall präsent ist, von Häusern über Geschäfte bis hin zu Bürogebäuden.

Ob Sonne oder Regen, durch die klaren Glasfenster können wir die Aussicht nach draußen genießen, ohne uns um das Wetter sorgen zu müssen.

Allerdings verstehen nur wenige Menschen den Funktionsmechanismus wirklich und wissen, warum Licht dieses bekannte Material leicht durchdringen kann.

Glasfenster tauchten erstmals im 17. Jahrhundert in England auf. Seitdem hat sich die Glasindustrie kontinuierlich weiterentwickelt und die langlebigen und vollkommen transparenten Produkte hervorgebracht, die wir heute kennen.

Die Forschung an Glas geht weiter und konzentriert sich auf fortschrittlichere Anwendungen wie selbstreinigende Materialien oder sogar Glas, das sich nach dem Zerbrechen selbst heilen kann.

Warum kann Licht durch Glas dringen?

Transparente Glastüren lassen natürliches Licht ins Haus eindringen (Foto: Pinterest).

Die Transparenz von Glas hängt eng mit seiner amorphen Struktur zusammen. Glas wird hergestellt, indem Sand (der Quarzkristalle enthält) bei hohen Temperaturen (über 1.600 Grad Celsius) geschmolzen und anschließend schnell abgekühlt wird.

Dieser Prozess führt dazu, dass den Atomen und Molekülen keine Zeit bleibt, sich in einer bestimmten Reihenfolge anzuordnen, wodurch ein amorpher Feststoff entsteht – ein Zwischenzustand zwischen fest und flüssig.

Professor Philp Moriarty von der University of Nottingham, Großbritannien, erklärt: „In Materialien wie Glas benötigen Elektronen viel Energie, um zwischen Energieniveaus zu springen, und sichtbare Lichtphotonen sind nicht stark genug, um diesen Sprung auszulösen.

Anstatt absorbiert oder reflektiert zu werden, geht das Licht einfach hindurch. Deshalb können wir durch Glas sehen, weil es für sichtbares Licht durchlässig ist.“

Er verglich es auch mit Papier: „Der Grund, warum man durch ein Blatt Papier nicht hindurchsehen kann, durch eine dicke Glasscheibe jedoch problemlos hindurchsehen kann, liegt darin, dass Glas amorph ist, also keine Ordnung aufweist, aber auch nicht viele Defekte.

Auf der Wellenlängenskala des Lichts ist Glas gleichmäßig. Papier besteht aus vielen Fasern, und diese Fasern – ihre Größe, ihr Durchmesser, ihre Breite und ihr Abstand – variieren kaum mit der Wellenlänge des Lichts und streuen daher das Licht. Das Ergebnis ist ein undurchsichtiges Papier, das kein Licht durchlässt.

Der Herstellungsprozess beeinflusst die Lichtdurchlässigkeit

Um klares Glas herzustellen, wird Quarzsand bis zu seinem Schmelzpunkt erhitzt, wodurch die Kristallstruktur des Quarzes zerstört wird.

Beim schnellen Abkühlen verwandelt sich das Material in einen amorphen Feststoff. Der schnelle Abkühlungsprozess trägt auch zur Formgebung und Härtung des Materials bei und verwandelt es in das bekannte Fensterglas.

Um den Produktionsprozess zu optimieren, haben Wissenschaftler eine Möglichkeit gefunden, die Schmelztemperatur des Sandes durch Zugabe von Natriumcarbonat zu senken.

Allerdings verringert sich dadurch die chemische Beständigkeit des Glases. Um diesem Umstand entgegenzuwirken, wird Calciumcarbonat als Stabilisator zugesetzt, wodurch die Schlagfestigkeit des Glases verbessert wird.

Dank ständiger Verbesserungen der Herstellungsverfahren können wir heute natürliches Licht durch Glasfenster genießen und sind gleichzeitig vor den Elementen und der Außenumgebung geschützt.

Die Forschung an Glas eröffnet auch in Zukunft viele weitere Anwendungsmöglichkeiten.

Quelle: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/vi-sao-anh-sang-co-the-xuyen-qua-kinh-20250818011425290.htm