काच पारदर्शक का असते ? जाणून घ्या यामागील विज्ञान !

 

संध्यानंद.काॅम

आपण दरराेज खिडक्या, दरवाजे आणि विविध वस्तूंमध्ये काचेचा वापर करताे. काचेतून पलीकडील वस्तू स्पष्ट दिसतात. मात्र, लाकूड, धातू किंवा दगडातून आरपार पाहता येत नाही. मग काच पारदर्शक का असते? यामागे प्रकाशाची ऊर्जा आणि काचेची अणुरचना यांचे वैशिष्ट्यपूर्ण विज्ञान दडलेले आहे.

 

प्रकाश आणि इलेक्ट्राॅन यांचा संबंध प्रकाश हा ‘फाेटाॅन’ नावाच्या अतिसूक्ष्म ऊर्जा- पुंजांच्या स्वरूपात प्रवास करताे. पदार्थातील अणूंमध्ये इलेक्ट्राॅन असतात. हे इलेक्ट्राॅन फाेटाॅनमधील ऊर्जा शाेषून एका ऊर्जा पातळीवरून दुसऱ्या पातळीवर जाऊ शकतात. मात्र, त्यासाठी फाेटाॅनमध्ये याेग्य प्रमाणात ऊर्जा असणे आवश्यक असते. सामान्य खिडक्यांची काच प्रामुख्याने सिलिकाॅन डायऑक्साइडपासून बनलेली असते. या पदार्थातील इलेक्ट्राॅनना उच्च ऊर्जा पातळीवर जाण्यासाठी दृश्य प्रकाशातील फाेटाॅनच्या तुलनेत अधिक ऊर्जेची आवश्यकता असते. त्यामुळे दृश्य प्रकाशातील बहुतांश फाेटाॅन काचेमध्ये शाेषले जात नाहीत. ते काचेतून आरपार जातात आणि म्हणूनच आपल्याला काच पारदर्शक दिसते.

 

मग अतिनील किरणे काचेतून का जात नाहीत ? दृश्य प्रकाशाच्या तुलनेत अतिनील म्हणजेच अल्ट्राव्हायाेलेट किरणांमधील फाेटाॅनमध्ये अधिक ऊर्जा असते.

 

ही ऊर्जा काचेतील इलेक्ट्राॅन शाेषून घेऊ शकतात. त्यामुळे सामान्य काच अनेक अतिनील तरंगलांबींसाठी अपारदर्शक असते.

काचेच्या अणुरचनेचे वैशिष्ट्य काचेतील अणूंची रचना नियमितपणे पुनरावृत्ती हाेणारी नसते. मात्र, या अनियमिततेचे प्रमाण दृश्य प्रकाशाच्या तरंगलांबीपेक्षा खूपच लहान असते.

 

त्यामुळे सामान्य काच दृश्य प्रकाशाचे फारसे विखुरण करत नाही. प्रकाश सहजपणे आरपार जाऊ शकताे.

काचेची पूड मात्र अपारदर्शक का दिसते? काचेची बारीक पूड केल्यास असंख्य लहान तुकडे तयार हाेतात. हे तुकडे अनियमितपणे विखुरलेले असतात. त्यांच्या पृष्ठभागांवरून प्रकाश विविध दिशांना विखुरला जाताे. परिणामी, प्रकाश सरळ आरपार जाऊ शकत नाही आणि काचेची पूड पांढरट व अपारदर्शक दिसते.