Why is glass transparent? - Mark Miodownik

De ce este sticla transparentă? - Mark Miodownik

Traducător: Maria Minodora Corector: Ariana Bleau Lugo

Take a look out your window,

Priviţi pe fereastră

put on your glasses if you wear them.

şi puneţi-vă ochelarii, dacă purtaţi.

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

Puteţi lua şi un binoclu

or a magnifying lens.

sau o lupă.

Now, what do you see?

Acum, ce vedeţi?

Well, whatever it is,

Orice aţi vedea,

it's not the multiple layers of glass

cu siguranţă nu vedeţi lentilele

right in front of you.

ce se află în faţa voastră.

But have you ever wondered

V-aţi întrebat vreodată

how something so solid can be so invisible?

cum ceva atât de solid poate fi totodată atât de invizibil?

To understand that,

Pentru a înţelege asta,

we have to understand what glass actually is,

trebuie să înţelegem ce este sticla

and where it comes from.

şi de unde provine.

It all begins in the Earth's crust,

Totul începe în scoarţa pământului,

where the two most common elements are

unde se găsesc două dintre cele mai răspândite elemente,

silicon and oxygen.

siliconul şi oxigenul.

These react together to form silicon dioxide,

Combinate, acestea produc o reacţie, formând dioxidul de silicon,

whose molecules arrange themselves

ale cărui molecule îşi schimbă forma

into a regular crystalline form known as quartz.

într-una cristalină şi regulată, cunoscut sub denumirea de cuarţ.

Quartz is commonly found in sand,

Cuarţul se găseşte de obicei în nisip,

where it often makes up most of the grains

fiind o parte integrală a acestuia

and is the main ingredient in most type of glass.

şi elementul de bază al celor mai multe tipuri de sticlă.

Of course, you probably noticed that glass

Probabil aţi observat că sticla

isn't made of multiple tiny bits of quartz,

nu e formată din multe bucăţele de cuarţ,

and for good reason.

şi asta pentru că

For one thing, the edges of the rigidly formed grains

marginile aspre ale granulelor

and smaller defects within the crystal structure

şi micile defecte din structura cristalelor

reflect and disperse light that hits them.

reflectă și dispersează lumina care ajunge pe suprafaţa lor.

But when the quartz is heated high enough

Dar cînd cuarţul e încălzit la o temperaturaăsuficient de mare,

the extra energy makes the molecules vibrate

surplusul de energie face moleculele să vibreze

until they break the bonds holding them together

până când legăturile care le ţin unite se rup

and become a flowing liquid,

şi devin lichide,

the same way that ice melts into water.

asemenea gheţii care se topeşte şi se transformă în apă.

Unlike water, though, liquid silicon dioxide

Spre deosebire de apă, dioxidul de silicon în stare lichidă,

does not reform into a crystal solid when it cools.

nu revine la starea solidă de cristal când se răceşte.

Instead, as the molecules lose energy,

De fapt, cu cât moleculele îşi pierd energia,

they are less and less able

devin din ce în ce mai puţin capabile

to move into an ordered position,

să se aranjeze într-o poziţie ordonată,

and the result is what is called an amorphous solid.

şi ajung într-o stare solidă amorfă.

A solid material with the chaotic structure of a liquid,

Aceasta e o substanţă solidă, cu o structură dezordonată a lichidului,

which allows the molecules to freely fill in any gaps.

ce permite moleculelor să astupe orice găuri.

This makes the surface of glass uniform

Asta face suprafaţa sticlei uniformă

on a microscopic level,

la nivel microscopic,

allowing light to strike it

permiţând astfel luminii să treacă prin ea,

without being scattered in different directions.

fără a fi dispersată în diferite direcţii.

But this still doesn't explain

Totuşi, aceasta nu explică

why light is able to pass through glass

de ce lumina poate trece prin sticlă

rather than being absorbed as with most solids.

şi nu e absorbită, aşa cum se întamplă cu cele mai multe corpuri solide.

For that, we need to go all the way down

Pentru a afla, vom cerceta

to the subatomic level.

până la nivelul subatomic.

You may know that an atom consists of a nucleus

Poate ştiţi că atomul e alcătuit dintr-un nucleu

with electrons orbiting around it,

cu electroni ce orbitează în jurul lui,

but you may be surprised to know

dar v-ar surprinde să aflaţi

that it's mostly empty space.

că acesta e în mare parte spaţiu gol.

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

De exemplu, dacă un atom ar avea mărimea unui stadion,

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

nucleul ar fi un singur bob de mazăre în centru,

while the electrons would be like grains of sand

în timp ce electronii ar fi granulele de nisip

in the outer seats.

aflate pe scaune.

That should leave plenty of space

Astfel rămane foarte mult spaţiu

for light to pass through

prin care lumina poate trece,

without hitting any of these particles.

fără a lovi vreo particulă.

So the real question is not

Aşadar întrebarea nu este

why is glass transparent,

de ce sticla este transparentă,

but why aren't all materials transparent?

ci de ce nu sunt toate obiectele transparente?

The answer has to do with the different energy levels

Explicația constă în nivelele diferite de energie

that electrons in an atom can have.

pe care le pot avea electronii şi atomii.

Think of these as different rows of seats

Gândiţi-vă la rândurile de scaune,

in the stadium stands.

aflate în tribunele unui stadion.

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

Iniţial, unui electron îi este atribuit un loc într-un anumit rând,

but it could jump to a better row,

Dar ar putea sări într-un rând mai bun,

if it only had the energy.

dacă ar avea energia necesară.

As luck would have it,

Dacă ar avea norocul

absorbing one of those light photons

să absoarbă unul dintre aceşti fotoni

passing through the atom can provide

ce trec prin atom, ar trebui ca aceştia

just the energy the electron needs.

să aibă exact energia de care electronul ar avea nevoie.

But there's a catch.

Dar este totuşi o problemă.

The energy from the photon

Energia fotonului

has to be the right amount

trebuie să fie potrivită

to get an electron to the next row.

pentru a ajuta electronul să ajungă pe urmatorul rând.

Otherwise, it will just let the photon pass by,

În caz contrar, electronul va lăsa fotonul să treacă pe lângă el,

and it just so happens that in glass,

şi exact acelaşi lucru se întamplă în cazul sticlei.

the rows are so far apart

Rândurile sunt la distanţă atât de mare,

that a photon of visible light

încât un foton din lumina vizibilă

can't provide enough energy for an electron

nu poate oferi suficientă de energie pentru ca un electron

to jump between them.

să poată sări între ele.

Photons from ultraviolet light, on the other hand,

Dar fotonii din lumina ultravioletă

give just the right amount of energy,

oferă exact cantitatea necesară de energie,

and are absorbed,

şi sunt absorbiţi,

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

motiv pentru care nu ne putem bronza prin sticlă.

This amazing property of being both

Această proprietate extraordinară de a fi în acelaşi timp

solid and transparent has given glass many uses

solidă și transparentă, a oferit sticlei nenumărate întrebuinţări

throughout the centuries.

de-a lungul secolelor.

From windows that let in light

De la ferestre ce permit luminii să patrundă,

while keeping out the elements,

dar nu şi altor elemente ale naturii,

to lenses that allow us to see both

la lentile ce ne permit să vedem atât

the vast worlds beyond our planet,

lumile vaste ce se află dincolo de planeta noastră

and the tiny ones right around us.

cât şi cele mici de lângă noi.

It is hard to imagine

Este greu să ne imaginăm

modern civilization without glass.

civilizaţiile moderne fără sticlă.

And yet for such an important material

Şi totuşi, pentru un material atât de important,

we rarely think about glass and its impact.

ne gândim rar la sticlă şi la impactul acesteia.

It is precisely because the most important

Tocmai pentru că cea mai importantă

and useful quality of glass is

şi folositoare calitate a sticlei este

being featureless and invisible

de a fi invizibilă,

that we often forget that it's even there.

adesea uităm că există.