Why is glass transparent? - Mark Miodownik

Зашто је стакло провидно? - Марк Мјодовник (Mark Miodownik)

Prevodilac: Vesna Savić Lektor: Марија Савић

Take a look out your window,

Погледајте кроз прозор.

put on your glasses if you wear them.

Ставите наочаре ако их носите.

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

Погледајте и кроз двоглед

or a magnifying lens.

или лупу.

Now, what do you see?

Шта видите?

Well, whatever it is,

Шта год да је то,

it's not the multiple layers of glass

сигурно није више слојева стакла

right in front of you.

тик испред.

But have you ever wondered

Да ли сте се икада запитали

how something so solid can be so invisible?

како нешто тако чврсто може бити тако невидљиво?

To understand that,

Да би смо то знали,

we have to understand what glass actually is,

морамо прво знати шта је заправо стакло

and where it comes from.

и одакле потиче.

It all begins in the Earth's crust,

Све почиње у Земљиној кори

where the two most common elements are

у којој су два најраспрострањенија елемента

silicon and oxygen.

силицијум и кисеоник.

These react together to form silicon dioxide,

Они узајамно реагују и формирају силицијум диоксид,

whose molecules arrange themselves

чији су молекули распоређени тако

into a regular crystalline form known as quartz.

да формирају кристални систем, познатији као кварц.

Quartz is commonly found in sand,

Кварц је обично у саставу песка,

where it often makes up most of the grains

у коме формира већину његових зрна

and is the main ingredient in most type of glass.

и главни је састојак већине стакла.

Of course, you probably noticed that glass

Наравно, приметили сте да стакло

isn't made of multiple tiny bits of quartz,

није састављено од многобројних сићушних делића кварца,

and for good reason.

и то с разлогом.

For one thing, the edges of the rigidly formed grains

Прво, оштре ивице зрна песка

and smaller defects within the crystal structure

и ситне грешке у структури кристала

reflect and disperse light that hits them.

одбијају и разлажу светлост која падне на њих.

But when the quartz is heated high enough

Када се кварц довољно загреје,

the extra energy makes the molecules vibrate

молекули од вишка енергије вибрирају

until they break the bonds holding them together

док не покидају споне које их држе скупа

and become a flowing liquid,

све док не постану течни.

the same way that ice melts into water.

То се исто дешава и када се лед отопи.

Unlike water, though, liquid silicon dioxide

За разлику од воде, када се течни силицијум диоксид охлади,

does not reform into a crystal solid when it cools.

он се не претвори у чврст кристал.

Instead, as the molecules lose energy,

Сасвим супротно, молекули губе енергију,

they are less and less able

положај им постаје

to move into an ordered position,

све мање и мање уређен,

and the result is what is called an amorphous solid.

а резултат тога је аморфно тело:

A solid material with the chaotic structure of a liquid,

чврсто тело с хаотичном течном структуром,

which allows the molecules to freely fill in any gaps.

које молекулима дозвољава да слободно попуне све празнине,

This makes the surface of glass uniform

То површину стакла чини уједначеном

on a microscopic level,

на микроскопском нивоу,

allowing light to strike it

због чега светлост може да прође кроз стакло

without being scattered in different directions.

а да се не одбије у различитим правцима.

But this still doesn't explain

Али, то и даље не објашњава

why light is able to pass through glass

зашто светлост пролази кроз стакло,

rather than being absorbed as with most solids.

уместо да се као код већине чврстих тела апсорбује.

For that, we need to go all the way down

Да бисмо то открили, морамо заћи дубље,

to the subatomic level.

у сам састав атома.

You may know that an atom consists of a nucleus

Познато је да се атом састоји из језгра

with electrons orbiting around it,

око кога круже електрони,

but you may be surprised to know

али можда ће вас изненадити

that it's mostly empty space.

да је већи део атома заправо празан простор.

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

Заправо, да је атом величине стадиона,

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

језгро би било зрно грашка у самом центру стадиона,

while the electrons would be like grains of sand

а електрони би били зрна песка

in the outer seats.

на околним трибинама.

That should leave plenty of space

То светлости даје довољно

for light to pass through

простора да прође кроз атом,

without hitting any of these particles.

без сударања с његовим деловима.

So the real question is not

Право питање онда није

why is glass transparent,

зашто је стакло провидно,

but why aren't all materials transparent?

него зашто нису провидни сви материјали.

The answer has to do with the different energy levels

Одговор лежи у различитим нивоима енергије

that electrons in an atom can have.

коју електрони носе.

Think of these as different rows of seats

Замислите да су они редови седишта

in the stadium stands.

на трибинама.

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

Електрону је додељено да седи у одређеном реду,

but it could jump to a better row,

али он може прећи у неки бољи ред

if it only had the energy.

ако има довољно енергије да то уради.

As luck would have it,

Сасвим случајно,

absorbing one of those light photons

апсорпција светлосних фотона

passing through the atom can provide

који пролазе кроз атом пружа

just the energy the electron needs.

тачно онолико енергије колико је електрону потребно.

But there's a catch.

Али, постоји цака.

The energy from the photon

Енергије из тог фотона

has to be the right amount

мора да буде довољно

to get an electron to the next row.

да би електрон прешао у нов ред.

Otherwise, it will just let the photon pass by,

У супротном ће само проћи поред њега,

and it just so happens that in glass,

што се и дешава код стакла.

the rows are so far apart

Редови су толико удаљени

that a photon of visible light

да светлосни фотон

can't provide enough energy for an electron

електрону не пружа довољно енергије

to jump between them.

да прескочи из једног реда у други.

Photons from ultraviolet light, on the other hand,

С друге стране, ултравиолетни фотони

give just the right amount of energy,

пружају довољно енергије

and are absorbed,

и бивају апсорбовани,

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

те због тога човек не може да поцрни кроз стакло.

This amazing property of being both

Због ових невероватних особина

solid and transparent has given glass many uses

чврстине и прозирности, стакло је кроз векове

throughout the centuries.

имало много различитих примена.

From windows that let in light

Од прозора који пропуштају светлост

while keeping out the elements,

док уједно штите од природних непогода,

to lenses that allow us to see both

до сочива захваљујући којима видимо

the vast worlds beyond our planet,

огромне светове изван наше планете,

and the tiny ones right around us.

као и оне сићушне свуда око нас.

It is hard to imagine

Тешко је замислити

modern civilization without glass.

савремени свет без стакла.

And yet for such an important material

Иако је толико важан материјал,

we rarely think about glass and its impact.

о стаклу и његовом утицају ретко размишљамо.

It is precisely because the most important

Управо зато што је најважнија

and useful quality of glass is

и најкориснија особина стакла

being featureless and invisible

то што је прозирно,

that we often forget that it's even there.

зато и заборављамо да постоји.