איך יש דברים שקופים?
תשובה: אור מורכב מגלים, תנודות רוטטות של שדה אלקטרומגנטי וחשמלי הנעים במרחב במהירות האור. כשאור נע בחומרים מבודדים מסויימים כגון יהלום, קווארץ, זכוכית ומלח, השדה האלקטרומגנטי העובר דרכם גורם לחלקים טעונים לתנוד בקצב שתלוי בתדיקות הקרינה העוברת בהם. האינטראקציה הזו בין החלקיקים הטעונים בחומר והקרינה הוא השלב הראשון בספיגת קרינה. החומר מנסה לספוג את האור. אבל לכל חומר יש סלקציה מחמירה בכל הנוגע לכמות האור שהחומר מוכן לספוג, וזאת הוא יבטא בקבלת תדירויות מאד מסויימות. אם לחומר אין מסלולים קוואנטיים מתאימים לספיגת האנרגיה של הגל (ובהתחשב בכך שמהירות האור במעבר דרך מוצק נמוכה מזאת דרך ריק), החומר פשוט ינתב את האור מחדש במסלול מוארך יותר וישבור אותו לכמה כיוונים. לכן ניתן לראות זכוכית בכלל אבל חלק גדול מהאור פשוט מתעלם מהזכוכית (או להפך). החומרים הלבנים פשוט שוברים את האור ביותר פעמים במעבר דרכם. כמה עובדות מעניינות לגבי זכוכית: היא לא נוזל ולא מוצק. היא קשיחה ביותר ולכן זה מקרב אותה לתחום המוצק, אבל החומר מסתדר בתצורה מבולגנת, מה שמאפיין זורם נוזלי. נגדיר את המצב כנוזל קפוא. זכוכית גם ניתן לחזק משמעותית ע"י חיסום. כאשר שוברים זכוכית היא מתנפצת לשברים קטנים, ומותירה את החלון מסוכן למגע בגלל הגיאומטריה של הזכוכית הנותרת. לשם כך המציאו שיטות חדשות לטיפול בזכוכית, שיטות שיעניקו לה תכונות משופרות של בטיחות ועמידה בלחצים. הנפחים הלבנונים ידעו לפני כמעט אלפיים שנה לתת לפגיונות חוזק יוצא דופן ע"י חימום קיצוני של המתכת וקירור מהיר לאחר מכן. צורה זו של עיבוד החומר משאירה מאמצים שיוריים (מלשון 'להשאיר'). חומר שבתוכו יש מאמצים שיוריים יהיה קשה בהרבה, אולם שביר יותר. כלומר, יהיה דרוש להפעיל כוח גדול לשבור אותו, אולם כאשר יופעל כוח קריטי זה תתכן שבירה מיידית של החומר, והוא ישבר לשניים (במקום למשל להתעקם או להתפתל). במקרה של זכוכית מחוסמת, מחממים אותה לטמפ' גבוהה ומקררים פתאומית. המשטח החיצוני של הזכוכית קשה ביותר, אולם המקרה של הפעלת כוח חזק במיוחד הזכוכית תתנפץ לעשרות אלפי חתיכות סימטריות של ס"מ רבוע. לצערי הייתי נוכח באירוע זה, כאשר התנפצה עלי זכוכית של חלון ראווה בזמן התקנתו. המתקין חלונות גרם לשפיץ של החלון הענק לגעת בריצפת המדרכה (נגיעה חפוזה וחלשה ביותר) וכל החלון התנפץ לו בידיים. שנינו ספגנו את החתיכות, ואפילו לא נשרטנו. החתיכות היו בגודל של ס"מ רבוע ולא משוננות. ללא קשר לחוזק החומר המחוסם, זכוכית זו גם משנה את קוטביות האור שעובר דרכה. לכן ניתן לראות השתקפויות מוזרות של אור השמש על זכוכית מחוסמת, תוצאה של שבירת האור למרכיביו.
תשובה: אור מורכב מגלים, תנודות רוטטות של שדה אלקטרומגנטי וחשמלי הנעים במרחב במהירות האור. כשאור נע בחומרים מבודדים מסויימים כגון יהלום, קווארץ, זכוכית ומלח, השדה האלקטרומגנטי העובר דרכם גורם לחלקים טעונים לתנוד בקצב שתלוי בתדיקות הקרינה העוברת בהם. האינטראקציה הזו בין החלקיקים הטעונים בחומר והקרינה הוא השלב הראשון בספיגת קרינה. החומר מנסה לספוג את האור. אבל לכל חומר יש סלקציה מחמירה בכל הנוגע לכמות האור שהחומר מוכן לספוג, וזאת הוא יבטא בקבלת תדירויות מאד מסויימות. אם לחומר אין מסלולים קוואנטיים מתאימים לספיגת האנרגיה של הגל (ובהתחשב בכך שמהירות האור במעבר דרך מוצק נמוכה מזאת דרך ריק), החומר פשוט ינתב את האור מחדש במסלול מוארך יותר וישבור אותו לכמה כיוונים. לכן ניתן לראות זכוכית בכלל אבל חלק גדול מהאור פשוט מתעלם מהזכוכית (או להפך). החומרים הלבנים פשוט שוברים את האור ביותר פעמים במעבר דרכם. כמה עובדות מעניינות לגבי זכוכית: היא לא נוזל ולא מוצק. היא קשיחה ביותר ולכן זה מקרב אותה לתחום המוצק, אבל החומר מסתדר בתצורה מבולגנת, מה שמאפיין זורם נוזלי. נגדיר את המצב כנוזל קפוא. זכוכית גם ניתן לחזק משמעותית ע"י חיסום. כאשר שוברים זכוכית היא מתנפצת לשברים קטנים, ומותירה את החלון מסוכן למגע בגלל הגיאומטריה של הזכוכית הנותרת. לשם כך המציאו שיטות חדשות לטיפול בזכוכית, שיטות שיעניקו לה תכונות משופרות של בטיחות ועמידה בלחצים. הנפחים הלבנונים ידעו לפני כמעט אלפיים שנה לתת לפגיונות חוזק יוצא דופן ע"י חימום קיצוני של המתכת וקירור מהיר לאחר מכן. צורה זו של עיבוד החומר משאירה מאמצים שיוריים (מלשון 'להשאיר'). חומר שבתוכו יש מאמצים שיוריים יהיה קשה בהרבה, אולם שביר יותר. כלומר, יהיה דרוש להפעיל כוח גדול לשבור אותו, אולם כאשר יופעל כוח קריטי זה תתכן שבירה מיידית של החומר, והוא ישבר לשניים (במקום למשל להתעקם או להתפתל). במקרה של זכוכית מחוסמת, מחממים אותה לטמפ' גבוהה ומקררים פתאומית. המשטח החיצוני של הזכוכית קשה ביותר, אולם המקרה של הפעלת כוח חזק במיוחד הזכוכית תתנפץ לעשרות אלפי חתיכות סימטריות של ס"מ רבוע. לצערי הייתי נוכח באירוע זה, כאשר התנפצה עלי זכוכית של חלון ראווה בזמן התקנתו. המתקין חלונות גרם לשפיץ של החלון הענק לגעת בריצפת המדרכה (נגיעה חפוזה וחלשה ביותר) וכל החלון התנפץ לו בידיים. שנינו ספגנו את החתיכות, ואפילו לא נשרטנו. החתיכות היו בגודל של ס"מ רבוע ולא משוננות. ללא קשר לחוזק החומר המחוסם, זכוכית זו גם משנה את קוטביות האור שעובר דרכה. לכן ניתן לראות השתקפויות מוזרות של אור השמש על זכוכית מחוסמת, תוצאה של שבירת האור למרכיביו.
תגובה 1:
זה פשוט קשקוש. זכוכית היא לא נוזל, אלא מוצק אמורפי. אין כזה מושג נוזל קפוא מעבר למוצק, אתם יכולים לחפש בכל האינטרנט. מדובר בטעות נפוצה, שלמרבה החרפה מלמדים בבתי הספר בארץ. יותר מכך, התכונות האמורפיות של זכוכית מתגלות רק מעל טמפרטורה של 100 מעלות.
הוסף רשומת תגובה