Why is glass transparent? - Mark Miodownik

¿Por qué el cristal es transparente? - Mark Miodownik

Traductor: Ciro Gomez Revisor: Emma Gon

Take a look out your window,

Echa un vistazo por la ventana,

put on your glasses if you wear them.

ponte tus gafas si acaso las usas.

You might want to grab a pair of binoculars, too,

Tal vez quieras utilizar un par de binoculares, también,

or a magnifying lens.

o una lupa.

Now, what do you see?

Ahora, ¿qué ves?

Well, whatever it is,

Bueno, sea lo que sea,

it's not the multiple layers of glass

no son las múltiples capas de vidrio

right in front of you.

justo delante de ti.

But have you ever wondered

Pero ¿te has preguntado

how something so solid can be so invisible?

cómo algo tan sólido puede ser tan invisible?

To understand that,

Para entenderlo,

we have to understand what glass actually is,

tenemos que entender lo que es el vidrio en realidad,

and where it comes from.

y de dónde viene.

It all begins in the Earth's crust,

Todo comienza en la corteza terrestre,

where the two most common elements are

donde están dos de los elementos más comunes,

silicon and oxygen.

silicio y oxígeno.

These react together to form silicon dioxide,

Estos reaccionan juntos para formar dióxido de silicio,

whose molecules arrange themselves

cuyas moléculas se arreglan

into a regular crystalline form known as quartz.

en una forma cristalina regular conocida como cuarzo.

Quartz is commonly found in sand,

El cuarzo se encuentra comúnmente en la arena,

where it often makes up most of the grains

donde a menudo se conforma la mayoría de los granos

and is the main ingredient in most type of glass.

y es el ingrediente principal en la mayoría de tipos de vidrio.

Of course, you probably noticed that glass

Por supuesto, probablemente has notado que ese vaso

isn't made of multiple tiny bits of quartz,

no está hecho de múltiples pequeños trozos de cuarzo,

and for good reason.

y por buenas razones.

For one thing, the edges of the rigidly formed grains

Para empezar, los bordes de los granos rígidos formados

and smaller defects within the crystal structure

y los pequeños defectos en la estructura cristalina

reflect and disperse light that hits them.

reflejan y dispersan la luz que les llega.

But when the quartz is heated high enough

Pero cuando el cuarzo se calienta lo suficiente,

the extra energy makes the molecules vibrate

la energía adicional hace que las moléculas vibren

until they break the bonds holding them together

hasta que se rompen los lazos que los mantienen juntos

and become a flowing liquid,

y se convierten en un líquido,

the same way that ice melts into water.

del mismo modo que el hielo se derrite en agua.

Unlike water, though, liquid silicon dioxide

A diferencia del agua, el dióxido de silicio líquido

does not reform into a crystal solid when it cools.

no retorna a un cristal sólido cuando se enfría.

Instead, as the molecules lose energy,

En cambio, conforme las moléculas pierden energía,

they are less and less able

son cada vez menos capaces de

to move into an ordered position,

moverse a una posición ordenada,

and the result is what is called an amorphous solid.

y el resultado es lo que se llama un sólido amorfo.

A solid material with the chaotic structure of a liquid,

Un material sólido con la estructura caótica de un líquido,

which allows the molecules to freely fill in any gaps.

que permite que las moléculas llenen los vacíos libremente.

This makes the surface of glass uniform

Esto hace uniforme la superficie del vidrio

on a microscopic level,

a nivel microscópico,

allowing light to strike it

permitiendo a la luz golpearlo

without being scattered in different directions.

sin ser dispersada en diferentes direcciones.

But this still doesn't explain

Pero esto no explica

why light is able to pass through glass

por qué la luz es capaz de atravesar el cristal

rather than being absorbed as with most solids.

en lugar de ser absorbida como con la mayoría de los sólidos.

For that, we need to go all the way down

Por eso, tenemos que ir hasta el fondo,

to the subatomic level.

a nivel subatómico.

You may know that an atom consists of a nucleus

Quizá sepas que un átomo consiste en un núcleo

with electrons orbiting around it,

con electrones orbitando alrededor de él,

but you may be surprised to know

pero te puede sorprender saber

that it's mostly empty space.

que en su mayor parte es espacio vacío.

In fact, if an atom were the size of a sports stadium,

De hecho, si un átomo fuera del tamaño de un estadio deportivo,

the nucleus would be like a single pea in the center,

el núcleo sería como un solo guisante en el centro,

while the electrons would be like grains of sand

mientras que los electrones serían como granos de arena

in the outer seats.

en los asientos exteriores.

That should leave plenty of space

Esto deja un montón de espacio

for light to pass through

para que la luz atraviese

without hitting any of these particles.

sin golpear a alguna de estas partículas.

So the real question is not

Entonces la verdadera pregunta no es,

why is glass transparent,

¿por qué el cristal es transparente,

but why aren't all materials transparent?

cuando no todos los materiales son transparentes?

The answer has to do with the different energy levels

La respuesta tiene que ver con los diferentes niveles de energía

that electrons in an atom can have.

que pueden tener los electrones en un átomo.

Think of these as different rows of seats

Piensa en esto como diferentes filas de asientos

in the stadium stands.

en las gradas del estadio.

An electron is initially assigned to sit in a certain row,

Un electrón es asignado inicialmente a sentarse en una cierta fila,

but it could jump to a better row,

pero podría saltar a una fila mejor,

if it only had the energy.

si solo tuviera la energía.

As luck would have it,

Por suerte

absorbing one of those light photons

absorber uno de esos fotones de luz

passing through the atom can provide

que pasan a través del átomo puede darles

just the energy the electron needs.

justo la energía que el electrón necesita.

But there's a catch.

Pero hay una treta.

The energy from the photon

La energía del fotón

has to be the right amount

tiene que ser la cantidad correcta

to get an electron to the next row.

para llevar un electrón a la fila siguiente.

Otherwise, it will just let the photon pass by,

De lo contrario, solo dejará pasar al fotón,

and it just so happens that in glass,

y es lo que pasa con el cristal,

the rows are so far apart

las filas están tan separadas

that a photon of visible light

que un fotón de luz visible

can't provide enough energy for an electron

no puede proporcionar suficiente energía para que un electrón

to jump between them.

salte entre ellas.

Photons from ultraviolet light, on the other hand,

Los fotones de luz ultravioleta, por otro lado,

give just the right amount of energy,

dan la cantidad justa de energía,

and are absorbed,

y son absorbidos,

which is why you can't get a suntan through glass.

por lo cual no puedes broncearte a través de vidrio.

This amazing property of being both

Esta asombrosa propiedad de ser ambos cosas,

solid and transparent has given glass many uses

sólido y transparente, ha dado al cristal muchos usos

throughout the centuries.

a lo largo de los siglos.

From windows that let in light

Desde ventanas que dejan pasar la luz

while keeping out the elements,

manteniendo afuera los elementos,

to lenses that allow us to see both

a lentes que nos permiten ver tanto

the vast worlds beyond our planet,

los vastos mundos más allá de nuestro planeta,

and the tiny ones right around us.

como las pequeñas cosas que nos rodean.

It is hard to imagine

Es difícil imaginar

modern civilization without glass.

la civilización moderna sin cristal.

And yet for such an important material

Y sin embargo, para un material tan importante

we rarely think about glass and its impact.

rara vez pensamos en el cristal y su impacto.

It is precisely because the most important

Es precisamente porque la más importante

and useful quality of glass is

y útil cualidad del vidrio es

being featureless and invisible

ser invisible y sin rasgos distintivos,

that we often forget that it's even there.

que a menudo olvidamos que está aún ahí.