This post is also available in: Holenderski Angielski Francuski Niemiecki Włoski Portugalski, Portugalia Hiszpański

Szkło

Szkło jest amorficznym (niekrystalicznym) materiałem stałym. Okulary są zazwyczaj kruche i optycznie przezroczyste. Najbardziej znanym rodzajem szkła, stosowanym od wieków w oknach i naczyniach do picia, jest szkło sodowo-wapniowe, składające się w około 75% z krzemionki (SiO ₂ ) z dodatkiem tlenku sodu (Na ₂ O) z sody kalcynowanej, wapna (CaO). ) i kilka drobnych dodatków.

Właściwości optyczne

Szkło jest w powszechnym użyciu głównie ze względu na produkcję kompozycji szklanych, które są przezroczyste dla widzialnych długości fal światła. Natomiast materiały polikrystaliczne na ogół nie przepuszczają światła widzialnego. Poszczególne krystality mogą być przezroczyste, ale ich ścianki (granice ziaren) odbijają lub rozpraszają światło, powodując odbicie rozproszone. Szkło nie zawiera wewnętrznych podziałów związanych z granicami ziaren w polikryształach, dzięki czemu nie rozprasza światła w taki sam sposób jak materiał polikrystaliczny. Powierzchnia szkła jest często gładka – podczas formowania szkła cząsteczki przechłodzonej cieczy nie są zmuszane do rozmieszczania się w sztywnych kryształach. Cząsteczki mogą podążać za napięciem powierzchniowym, co narzuca mikroskopijnie gładką powierzchnię. Te właściwości, które nadają szkłu jego przejrzystość, można zachować, nawet jeśli szkło jest częściowo światłolubne lub barwione.

Szkło ma zdolność załamywania, odbijania i przepuszczania światła zgodnie z zasadami optyki geometrycznej. Zwykłe szkło ma współczynnik załamania światła 1,5. Zgodnie z równaniami Fresnela współczynnik odbicia (ilość światła, które jest odbijane od granicy powietrze-szkło) tafli szkła wynosi około 4% na powierzchnię (przy normalnym padaniu w powietrzu). Oznacza to, że ilość światła przechodzącego przez szklaną powierzchnię (przepuszczalność) wynosi 96%. Przepuszczalność szklanego elementu o dwóch powierzchniach wynosi około 92%.

Szkło znajduje również zastosowanie w optoelektronice do światłowodów przepuszczających światło.

Kolor

Barwę w szkle można uzyskać przez dodanie elektrycznie naładowanych jonów, które są równomiernie rozmieszczone, lub przez wytrącenie drobno zdyspergowanych cząstek (takich jak w szkłach fotochromowych). Zwykłe szkło sodowo-wapniowe wydaje się być bezbarwne gołym okiem, gdy jest cienkie, chociaż zanieczyszczenia w postaci tlenku żelaza (II) (FeO) do 0,1% wagowego powodują zielony odcień. Widać to w grubych kawałkach lub przy pomocy instrumentów naukowych. Dwutlenek manganu można dodawać w niewielkich ilościach, aby usunąć zielony odcień nadawany przez tlenek żelaza(II). Do produkcji zielonych butelek można stosować dodatki FeO i Cr ₂ O ₃ . Siarka wraz z solami węgla i żelaza jest używana do tworzenia polisiarczków żelaza i produkcji szkła bursztynowego o odcieniu od żółtawego do prawie czarnego. Wytopione szkło może również uzyskać bursztynowy kolor z powodu redukującej atmosfery spalania.

W przypadku szkła artystycznego lub szkła studyjnego, szkło barwione jest przy użyciu ściśle strzeżonych receptur, które obejmują określone kombinacje tlenków metali, temperatury topnienia i czasu gotowania. Większość szkła kolorowego używanego na rynku sztuki jest produkowana masowo przez sprzedawców, chociaż niektórzy producenci szkła mają możliwość wytworzenia własnego koloru z surowców.

Kwarc

Kwarc jest minerałem obficie występującym w kontynentalnej skorupie ziemskiej. Składa się z ciągłego szkieletu tetraedry krzemowo-tlenowej _SiO4 . Każdy atom tlenu jest dzielony między dwie czworościany, co daje ogólny wzór SiO ₂ . Istnieje wiele różnych odmian kwarcu, z których kilka to kamienie półszlachetne.

Właściwości fizyczne

Ze względu na swoją obfitość oraz wysoką stabilność termiczną i chemiczną kwarc jest szeroko stosowany w wielu zastosowaniach na dużą skalę – w materiałach ściernych, odlewniczych, ceramice i cementach. Kryształy kwarcu mają właściwości piezoelektryczne. Piezoelektryczność to zdolność do wytworzenia potencjału elektrycznego po przyłożeniu naprężenia mechanicznego. Wczesne zastosowanie tej właściwości kryształów kwarcu miało miejsce w przetwornikach gramofonowych, w których mechaniczny ruch igły w rowku generuje proporcjonalne napięcie elektryczne poprzez tworzenie naprężeń w krysztale.

Obecnie oscylator kwarcowy jest powszechnym piezoelektrycznym zastosowaniem kwarcu: częstotliwość drgań kryształu jest wykorzystywana do generowania sygnału elektrycznego o bardzo precyzyjnej częstotliwości. Jest to stosowane w wielu nowoczesnych urządzeniach elektronicznych (zegarki, zegary, radia, komputery, telefony komórkowe) do śledzenia czasu lub zapewnienia stabilnego sygnału zegarowego dla obwodów cyfrowych.

Kolor

Czysty kwarc, tradycyjnie nazywany kryształem górskim (czasami nazywany czystym kwarcem), jest bezbarwny i przezroczysty lub półprzezroczysty. Popularne odmiany kolorowe to cytryn, kwarc różowy, ametyst, kwarc dymny i kwarc mleczny.

Odmiany kryptokrystaliczne (kryształy ledwo widoczne pod mikroskopem) są albo półprzezroczyste, albo w większości nieprzezroczyste, podczas gdy odmiany przezroczyste są zwykle makrokrystaliczne (duże kryształy rozpoznawane wzrokowo). Chalcedon to kryptokrystaliczna forma krzemionki składająca się z drobnych przerostów kwarcu i jego jednoskośnego polimorfu, moganitu. Inne nieprzezroczyste odmiany kwarcu – lub mieszane skały, w tym kwarc – często zawierają kontrastujące pasma lub wzory kolorów. Należą do nich agat, onyks, karneol i jaspis.

Źródło