مكونات الزجاج نفسها تدل على أنه أحد ثمار فن النار، إنه اندماج صخور الأرض. خليط من الرمل (أكسيد السيليكون) والصودا (أكسيد الصوديوم) والجير (أكسيد الكالسيوم) ذاب في درجات حرارة عالية، الزجاج مادة مساعدة تستخدم لأكثر من مجرد أواني الشرب والنوافذ.
شاهد أيضاً: اول من صنع الزجاج وكيف تم اكتشافه وأين تم ذلك
إذن ما هي مكونات الزجاج ولماذا نرى من خلاله عندما تكون المواد الأخرى غير شفافة؟
بشكل عام، عندما يتم تبريد السائل توجد درجة حرارة “يتجمد” عندها. ليصبح مادة صلبة بلورية (على سبيل المثال، تتحول المياه إلى ثلج عند درجة حرارة 0 مئوية) معظم المواد الصلبة غير العضوية هي مواد بلورية وتتكون من عدة ملايين من البلورات، ولكل منها هيكل ذري مرتب للغاية، مع وحدات ذرية موزعة بالفسيفساء. يمكن ملاحظة شكل هذه الوحدات على شكل بلورات مفردة (على سبيل المثال، بلورات كوارتز سداسية).
أما بالنسبة إلى مكونات الزجاج. فهو بلورياً ولكنه يتكون من شبكة مستمرة من الذرات غير مرتبة ولكنها غير منتظمة وتشبه السائل، يحدث هذا الاختلاف في التركيب الذري لأن الزجاج السائل يتم تبريده بسرعة كبيرة بحيث لا يكون لدى الذرات الوقت لترتيب نفسها في أنماط منتظمة تشبه الكريستال.
إذا تم تبريده بسرعة كافية، يمكن لأي سائل تقريباً تكوين زجاج، حتى الماء. ومع ذلك، يجب أن يكون معدل التبريد سريعاً جداً، لحسن الحظ بالنسبة لنا، يمكن تبريد السوائل التي تتكون أساساً من أكسيد السيليكون ببطء ولا تزال تشكل زجاجاً تصبح أكثر صلابة تدريجياً أثناء التبريد حتى تصل إلى “درجة حرارة التزجج” التي تكون أقل منها صلبة بشكل فعال.
يعتبر هيكل الزجاج الشبيه بالسائل أحد الأسباب الرئيسية لشفافيته. ومع ذلك، لا تعني الشفافية بالضرورة مرور كل الضوء. على سبيل المثال، بعض النظارات الزجاجية ذات الألوان الداكنة لدرجة أنها تكون سوداء وغير شفافة بشكل فعال. وذلك لأن إلكترونات بعض العناصر في حجر السج يتم ترتيبها بحيث تكون طاقتها مماثلة لطاقة الضوء المرئي، هذا يعني أنها تمتص إما بعض الضوء المرئي، مما يعطي اللون، أو كل الضوء المرئي، مما يجعل المادة غير شفافة.
لا تحتوي مكونات الزجاج الشفاف على عناصر تمتص الضوء المرئي لذا فهو عديم اللون وشفاف. ومع ذلك، فإنه يمتص الأشعة فوق البنفسجية، وبالتالي يمنعك من التعرض لحروق الشمس عبر نافذة سيارتك.
تكوين الزجاج الملون:
إن مكونات الزجاج الملون عبارة عن خليط من الرمل والصودا والجير المصهور معاً في فرن شديد الحرارة. يمكن صنع الزجاج الملون عن طريق إضافة أكاسيد معدنية إلى الزجاج (الصدأ ، على سبيل المثال، هو أكسيد الحديد). المركبات المعدنية التي تصنع ألواناً جميلة هي الكوبالت للأزرق الغامق، والحديد للأخضر، والقصدير للأبيض المعتم، والأنتيمون والمنغنيز للزجاج عديم اللون، واشياء أخرى عديدة.