घन की द्रव?
तुम्ही हे ऐकले असेल. काही लोक असा युक्तिवाद करतात की लाकूड आणि इतर धातू घन असले तरी काच एक अतिशय जाड द्रव आहे. ते असेही म्हणतात की काचेतील अणू इतके दूर असतात की प्रकाश त्यांच्यातून सहज जातो. असाच काहीसा युक्तिवाद पारदर्शक बर्फासाठीही दिला जातो.
तर काच खरोखरच द्रव आहे का?
advertisement
पण प्रत्यक्षात काच द्रव नाही. तो एक खास प्रकारचा घन पदार्थ आहे, ज्याला अस्फटिक घन म्हणतात. ही पदार्थाची अशी अवस्था आहे, ज्यामध्ये रेणू आणि अणू नियमितपणे नव्हे, तर अत्यंत अव्यवस्थितपणे मांडलेले असतात. याचा परिणाम म्हणजे काच घन पदार्थासारखी कठीण असते, पण तिचे रेणू द्रवाप्रमाणे विखुरलेले असतात. याशिवाय, काचेत घन पदार्थांचे सर्व गुणधर्म असतात.
तर काच म्हणजे काय?
जेव्हा या घन पदार्थांना उच्च तापमानावर वितळवले जाते आणि नंतर ते लवकर थंड केले जाते, तेव्हा ते तयार होतात, या प्रक्रियेला क्वेंचिंग म्हणतात. अनेक प्रकारे, काच खऱ्या सिरेमिक्ससारखीच असते. त्यांची टिकाऊपणा, मजबूती, ठिसूळपणा, वीज आणि तापमानाला विरोध करण्याची क्षमता हे काही गुणधर्म आहेत जे त्यांना परिभाषित करतात.
वस्तूंचे आणि प्रकाशाचे सर्वात लहान कण
पण काचेत आणखी एक खास वैशिष्ट्य आहे. ते दृश्यमान लहरींसाठी पारदर्शक असते. याचे रहस्य पदार्थाच्या अणूंच्या संरचनेत आणि प्रकाशाच्या कणांशी त्यांच्या वर्तनात लपलेले आहे. प्रत्येक वस्तूच्या अणूंचे इलेक्ट्रॉन त्याच्या केंद्राभोवती विशिष्ट ऊर्जा पातळीवर फिरतात. इलेक्ट्रॉन उच्च पातळीवर जाण्यासाठी ऊर्जा घेतात आणि जेव्हा ते खालच्या पातळीवर जातात तेव्हा ऊर्जा सोडतात.
प्रकाश जेव्हा आदळतो
जेव्हा प्रकाशाचे सर्वात लहान कण, ज्यांना फोटॉन म्हणतात, ते पदार्थातून जातात, तेव्हा तीन प्रकारच्या परिस्थिती उद्भवू शकतात. एकतर पदार्थ फोटॉन शोषून घेईल आणि ती ऊर्जा इलेक्ट्रॉनमध्ये जाईल. यामुळे इलेक्ट्रॉन उच्च पातळीवर जाईल आणि फोटॉन अदृश्य होईल. दुसरी परिस्थिती अशी असू शकते की फोटॉनचे कण पदार्थावर आदळल्यावर परत जातील.
प्रकाश कसा जातो?
पण तिसऱ्या परिस्थितीत, फोटॉनचे कण कोणत्याही बदलाशिवाय पदार्थातून जातील. या गुणधर्माला पारदर्शकता म्हणतात. हे काचेच्या बाबतीत घडते. फोटॉनचे कण काचेच्या पदार्थातून जातात, ते न आदळतात आणि परत येतात, ना पदार्थाच्या इलेक्ट्रॉनला ऊर्जा देतात. उलट ते इलेक्ट्रॉनच्या ऊर्जा पातळीतून जातात. मधला हा फरक काचेत जास्त असतो. त्यामुळे दृश्यमान प्रकाश त्याच्यातून जातो.
पण कमी तरंगलांबीच्या लहरी जसे की अल्ट्राव्हायोलेट किरणांचे फोटॉनमध्ये जास्त ऊर्जा असते आणि ते काचेच्या इलेक्ट्रॉनला ऊर्जा देण्यास सक्षम असतात, त्यामुळे ते त्यांची ऊर्जा पातळी बदलू शकतात, म्हणूनच अल्ट्राव्हायोलेट किरण काचेतून जाऊ शकत नाहीत. दुसरीकडे, इन्फ्रारेड लहरी, ज्यांची तरंगलांबी जास्त असते, त्या इलेक्ट्रॉनच्या ऊर्जा पातळीतील फरकापेक्षा जास्त रुंद असतात, त्यामुळे त्या देखील काचेतून जाऊ शकत नाहीत, म्हणूनच ग्रीनहाउस इफेक्ट काचेत दिसून येतो. यात ऊर्जा प्रकाशाच्या रूपात येते, पण इन्फ्रारेड लहरी बाहेर जाऊ शकत नाहीत.
हे ही वाचा : General Knowledge : Steal आणि Steel कोणता कधी वापरायचा? तुम्ही पण गोंधळता का?
हे ही वाचा : General Knowledge : कोणत्या प्राण्याचं दूध प्यायल्याने माणूस होतो बेशुद्ध? तुम्ही पिण्याची चुक करु नका