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ku游官网解惑之玻璃为什么是透明的

发表时间:2018-11-14 17:02

而玻璃之所以是透明的,其实正是拜其非晶体的特性所赐,而水晶之所以透明的,则是因为它是晶体。这句话听起来就不是人话,别着急,现在ku游官网来解释一下。


透明的本质是光可以穿透,比如说空气中的分子间隔很大,对于光波来说与真空差不太多,所以空气是透明的。但液体和固体的分子间隔比较小,光波就比较容易受到原子和分子的阻隔,如果在这个过程中,原子或分子对光波中的能量产生了兴趣,那么事情就不太好玩了,它们就会吸收掉相应波长的光波,有色透明物质就是吸收了一部分可见光而透过了其余的可见光。而金属特殊的电子海洋结构,更是使得可见光遇到金属便被全波段吸收,所以金属是不透明的。对于水晶来说,它其中的二氧化硅成分并不会强烈吸收可见光,所以光波可以如入无人之境,除了界面反射的那一部分以外,都透射出来了。研究发现,水晶对光波的反射率大约只有8%,也就是说,92%的光可以透射过去。不过,界面的反射作用会累积,所以当晶体界面越多,晶体的透明度就会越低,所以当我们抓一把水晶块放在一起看时,它们就变得不透明了。


可以想象,如果这些水晶块之间不是空气,而是无定型的二氧化硅,那么由于界面仍然存在,这样半结晶的水晶也将是不透明的。不过,如果这些水晶块足够小,小到比光波的波长还要小,可以视作无定型时,这时的界面又消失了,这块无定型的水晶就就又透明了,但结构却从部队方阵变成了三里屯的人潮。玻璃其实就是这种无定型的水晶中,掺杂了一些金属氧化物。氧化钠这些对光波没有什么影响,但过渡金属的氧化物却多数对光波有吸收,蓝色钴玻璃便是这个原理。


这样一个简单的原理却在高分子合成中扮演着极其重要的角色。水晶和玻璃都可以看作是无机高分子,它们都透明的案例说明,高分子如果本身对光波没有吸收,那么要想做成透明物质,最重要的任务就是取消界面的存在,这样就有两种做法,要么像水晶一样慢慢生长成单晶,要么就像玻璃一样干脆长成无定型。


在日常生活中,高密度聚乙烯没有透明产品,其原因就是,结构规整的聚乙烯太容易结晶,但又结不成单晶那样,于是结构中就是一些小晶体掺杂着无定型,最终便不透明了。聚丙烯的结晶度稍微低一些,所以正常情况下都是半透明,如果这时加入一些助剂让聚丙烯的结晶变得更小,那么透明的聚丙烯材料便出现了。至于人们为什么不用单晶生长的方式来做透明高分子,只能说现阶段条件下,这不过是个美好的梦。而至于像聚酯、低密度聚乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯这些塑料都是透明物质,其原因就在于,它们都不太容易结晶,长出来就是无定型的。

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