Waarom is glas doorzichtig?

Waarom is doorzichtig? We kijken toch tegen een dikke laag atomen/moleculen aan? Bijna alle eigenschappen van materialen worden veroorzaakt door de elektronen in dat materiaal. Het zijn de kleinste en lichtste bouwstenen die we kennen, maar tegelijkertijd de hoofdschuldigen van al het materiaalgedrag. De verschillen tussen materialen en hun eigenschappen (plastics, metalen, keramiek, halfgeleiders, biomaterialen, composieten) worden in eerste instantie door de leefomstandigheden van hun elektronen bepaald, op de voet gevolgd door de structuur en architectuur van het materiaal die overigens zonder microscoop vaak niet zichtbaar zijn. Hoe zit het met doorzichtigheid? Wanneer een lichtgolf van een voorwerp op weg naar je oog is, zal je het voorwerp zien als een tussengeplaatst object de lichtgolf niet verstoort. Een glasplaat is zo’n object, een metaalplaat niet. In een metaal wordt de lichtstraal helemaal geabsorbeerd zodat hij je oog niet meer bereikt. De elektronen maken het verschil.

In glas, evenals in water, plastics, edelstenen, etc. zitten de elektronen vast in zogenoemde bindingen. Zij hebben geen mogelijkheid om licht te absorberen, dus gaat het licht er ongestoord doorheen. Maar in metalen is een deel van de elektronen vrij om door het materiaal te bewegen. Die beweging kan wel de energie uit de lichtstraal halen en dus het licht absorberen. Daarom kun je niet door een metaal heen kijken. Het is trouwens diezelfde vrijheid van elektronen die er ook voor zorgt dat metalen elektrische stroom kunnen geleiden en glas niet.

Grensvlakken in doorzichtige materialen kunnen ze echter toch ondoorzichtig maken. Denk aan het sterretje in de voorruit of aan barsten in ijs. Soms zijn er zoveel grensvlakken in materialen dat je ze niet meer één voor één ziet, maar alleen hun groepseffect (ondoorzichtigheid). Hoe kun je dan toch ‘om de atomen heen’ kijken? Simpel: die zijn zoveel zwaarder dan die superlichte elektronen dat ze niet op lichtstralen reageren. [vraaghet.weblog.tudelft.nl]