是什么让玻璃变得透明?

这扇玻璃窗做了它最擅长的事——在保证光线通过的同时，把恶劣的天气挡在外面。

康斯托克/思想库

看过一个房子正在建造的吗?木匠们首先使用2乘4的螺柱建立结构的基本框架。然后他们把护套(通常是胶合板)钉到螺柱上，做成墙。大多数墙壁都有一个窗户，在窗框内放置一片玻璃。窗户让光线进入，让家感觉明亮、温暖和亲切。但是为什么一扇玻璃窗要比它周围的木头更透明呢?毕竟，这两种材料都是固体，而且都不接触雨，风雪交加。然而，木材是不透明的，完全阻挡了光线，而玻璃是透明的，让阳光毫无阻碍地流过。

你可能听过一些人——甚至是一些科学教科书——试图这样解释:木头是真正的固体，而玻璃是高度粘稠的液体。他们接着争论说，玻璃中的原子分散得更远，这些间隙让光可以挤过去。他们甚至会指着那些有几百年历史的老房子的窗户，这些窗户通常看起来波浪起伏，而且厚度不均，作为这些窗户多年来“流动”的证据，就像在寒冷的日子里缓慢爬行的糖蜜。

实际上，玻璃根本不是液体。这是一种特殊的固体，叫做非晶态固体．这是一种物质的状态，在这种状态中，原子和分子被锁定在合适的位置，但它们并没有形成整齐有序的晶体，而是随机地排列自己。结果，玻璃在机械上像固体一样坚硬，但像液体一样分子的无序排列。当固体物质在高温下熔化，然后迅速冷却时，就会形成无定形固体淬火．

在许多方面，玻璃就像陶瓷一样，具有它们所有的特性:耐久性、强度和脆性、高电阻和耐热性，以及缺乏化学反应性。氧化物玻璃，就像你在平板玻璃、容器和灯泡中发现的商业玻璃一样，有另一个重要的特性:它对可见光的波长范围是透明的。为了理解其中的原因，我们必须仔细观察玻璃的原子结构，并了解当光子——最小的光粒子——与这种结构相互作用时会发生什么。

我们下节课再讲。