De ce n-avem neamuri la fabrica de sticlă

Cînd eram mai mic şi ajungeam cumva să blochez televizorul, tata mă lua imediat la întrebări: “ce faci, dom’le, ai neamuri la fabrica de sticlă?”. Evident, dacă era vreo finală de Cupa Campionilor. Că altfel, puteam bloca teveul cît voiam, ălea două ore de program cu Ceaşcă.

Atunci nu m-am gîndit la asta, dar o fac acum, că tot am văzut un filmuleţ despre tema asta. Şi vă întreb şi pe voi: aveţi habar de ce e sticla transparentă? Pentru că, da, oricît dectare te-ai holba la sticlă, tot n-o vezi pe ea, ci prin ea. Ceea ce nu e cazul la un şifonier. De ce?

Ca să răspundem la întrebarea asta, tre’ să vorbim despre cum e făcută sticla. Ingredientul major e dioxidul de siliciu (SiO₂). În formp cristalină îl ştim drept cuarţ. Şi ne împiedicăm peste tot de el, la mare. Pentru că e şi ingredientul major al nisipului. Bun, şi de ce nu vedem printr-un cristal de cuarţ, sau prin nisip? Păi, cristalul e făcut în general din microcristale, are şi impurităţi, şi toate microcristalele din interior reflectă şi refractă lumina ceva de vis. Deci n-o lasă să treacă otova. Cînd încălzim cristalul, moleculele încep să vibreze şi rup legăturile care le ţin în starea cristalină. Ca gheaţa care devine apă. Doar că, atunci cînd răcim cristalul la loc, moleculele de SiO₂ nu se mai organizează în cristal, ci formează un solid amorf: un slid cu structura haotică a unui lichid. La nivel microscopic, asta face ca sticla să fie uniformă, iar lumina nu mai e împrăştiată de microcristale. Dar cum trece lumina prin molecule?

Ei bine, secretul e că atomii sînt, în mare parte, spaţiu gol. De exemplu, dacă un atom ar fi cît un stadion de fotbal, nucleul ar fi un bob de mazăre în centru, iar electronii nişte grăunţe de nisip alergîndu-se prin tribune. Enooorm de mult spaţiu gol. Bun, vă prindeţi voi, deci întrebarea nu e “de ce e sticla transparentă?” ci “cum se face că doar sticla e transparentă?”. Şi aici răspunsul e simplu, ţine de felul în care lucrează atomii cu fotonii de lumină. Cum spuneam mai sus, într-un model planetar, care ştim că nu e “adevărat”, dar e foarte util pentru a înţelege cum e cu atomii, electronii ar fi pe rînduri de scaune în jurul stadionului. Şi pot trece pe un rînd de scaune de mai sus doar dacă trece un foton prin zonă şi le dă exact atîta energie ca să sară pe rîndul superior. Altfel, lumina trece printre rînduri. În SiO₂, electronii sînt pe rînduri îndepărtate, lumina vizibilă nu e suficient de energică pentru a acoperi distanţa. Dar cea ultraviolet, da, deci sticla absoarbe razele UV. De-aia nu ne bronzăm prin sticlă, dar ne încălzim: radiaţia infraroşie trece, e prea slabă energetic pentru a fi absorbită de molecule. În alte materiale, rîndurile de scaune din tribunele electronilor sînt mai dese, saltul de pe un rînd pe altul se poate face cu lumină vizibilă, care e astfel absorbită iar noi nu vedem prin şifonier.

Cam aşa cu sticla: de la ferestre care lasă lumina, dar ţin afară ploaia, la lentile cu care vedem chestiile foarte mici şi foarte mari, e a naibii de utilă, dar nu ne prea gîndim la ea, pentru că cel mai des nu o vedem: chiar are rude la fabrica de sticlă.

Text apărut în Caţavencii din 12 februarie 2014.