ガラスは固体なのに、どうやって透けて見えるのでしょうか? 木材は透けて見えないのはなぜでしょうか?

ガラスは固体なのに、どうやって透けて見えるのでしょうか? 木材は透けて見えないのはなぜでしょうか?

ガラスを通して物が見えるのは、光がガラスを通過するからです。私たちの目は、物体から反射された光波や物体に吸収された光波を処理することによってのみ、椅子、電話、コンピューター、さらには色付きガラスなどの物体を視認します。

光はさまざまな大きさの波で構成されています。しかし、私たちの目は可視スペクトルと呼ばれる特定の波長のみを感知し、可視スペクトルの各波長は異なる色を表します。ガラスのように透明な物体の場合、可視光は吸収または反射されることなくそのまま通過します。一方、木材は私たちが見ることができる波長の光を吸収します。

これを原子レベルで理解するには、レーストラック上の車のように、明確に定義された経路を電子が飛び回っているところを想像してください。レーストラックはエネルギーレベルと呼ばれ、物質が光を吸収するかどうかを決定します。「光は光子であり、エネルギーを持っています」とペンシルベニア州立大学の材料科学および工学教授であるカルロ・パンターノは言います。電子のエネルギーレベルが光のエネルギーに似ている場合、電子は光を吸収します。「そのエネルギーは熱に変換されます」とパンターノは言います。「黒いものが熱くなるのはそのためです。」木の分子内の電子は可視光を吸収するのに適切なエネルギーレベルにありますが、ガラス分子内の電子はそうではありません。

透明なガラスは可視光線を吸収しませんが、日焼けの原因となる紫外線や熱となる赤外線など、他の波長は吸収します。しかし、すべてのガラスが透明というわけではありません。たとえば、ステンドグラスの窓はスペクトルのすべての色で輝いているかもしれませんが、それでも私たちはそれを透かして見ることができます。物体の色は、どの波長の光が吸収され、どの波長が反射されるかによって決まることを覚えておいてください。

ガラスは、光吸収物質を加えることで着色されます。銅はスペクトルの赤側の光を吸収し、青側の光を透過します。ガラスに銅を加えると、青いガラスになります。クロムは赤と青の波長の一部を吸収するため、クロムを加えたガラスは緑色に見えます。一部の可視波長は色付きガラスを通過するため、ガラスを通して見ることができます。