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eli5: perché il vetro assorbe la luce infrarossa e ultravioletta, ma non la luce visibile?

Bentornati ad un'altra eccezionale edizione delle domande di cultura generale!

862 utenti della rete avevano questa curiosità: Spiegami: perché il vetro assorbe la luce infrarossa e ultravioletta, ma non quella visibile?
Spiegami: perché il vetro assorbe la luce infrarossa e ultravioletta, ma non la luce visibile?

Ed ecco le risposte:

Questo significa che non puoi scottarti se tieni un pezzo di vetro sopra di te al spiaggia?

Non avevo idea che il vetro assorbisse la luce UV e infrarossa

-ElysianFields-

Ha a che fare con il modo in cui la luce interagisce con la materia.

Per assorbire la luce, è necessario che le cose funzionino correttamente. Potresti aver sentito che la luce è quantizzata, ciò significa che viene assorbita solo in blocchi specifici, un fotone alla volta. E tutta l'energia di quel fotone deve andare da qualche parte.

Si scopre che ce ne sono alcuni luoghi diversi in cui quell'energia deve andare, e poiché ogni colore della luce ha un'energia diversa, quei diversi meccanismi di assorbimento influenzano i colori in modo diverso.

L'ultravioletto ha la più alta energia, viene assorbito negli elettroni di un materiale, sollevandoli in energia o espellendoli completamente dagli atomi. La luce infrarossa viene assorbita nelle vibrazioni degli atomi e delle molecole in un materiale. Per il vetro, la luce visibile non è sufficientemente alta per essere assorbita dagli elettroni e troppo alta per essere assorbita come vibrazione. Ricorda, è tutto o niente: non puoi assorbire mezzo fotone. Diventa un po'più complicato poiché devi anche assorbire il momento del fotone, e non abbinare il calcio del momento quantizzato porterà anche il fotone a non essere assorbito.

Diversi materiali hanno soglie diverse per questi metodi di assorbimento e un'enorme differenza è se le cose sono metalli o no. I metalli hanno architetture completamente diverse per i loro elettroni, ma i concetti di base di “necessità di assorbire un intero fotone” si applicano ancora.

I materiali sono fatti di atomi.
Ogni diverso tipo di atomo, composto o molecola interagisce con la luce in modo diverso.

Ciò è dovuto principalmente al modo in cui i loro elettroni sono disposti intorno gli atomi e le molecole.

Alcuni composti assorbono alcune frequenze di luce e non altri.

Gli atomi nei gladi usati per le finestre non interagiscono con la luce visibile perché i loro elettroni non sono disposti in un modo per farlo. Ma assorbono i raggi UV. Ecco perché vanno bene per le finestre!

Altri occhiali sono buoni per assorbire i raggi X e quindi sono buoni da usare nelle macchine a raggi X.

Cose da cercare su Google: struttura elettronica della banda e assorbimento ottico

Cordiali saluti: come possono attestare i miei pavimenti e moquette in legno sbiancato, il vetro non blocca i raggi UV a meno che non venga trattato per farlo.

Questa non è una risposta completa, più un commento. Ma se il vetro non lasciasse passare la luce visibile, non lo useremmo come finestra, troveremmo altro materiale. E poiché non vediamo nell'infrarosso o nell'ultravioletto, non ci interessa se le nostre finestre assorbono quelle frequenze. Il vetro è un materiale Goldilocks per questo motivo.