はい! お久しぶりです。
仮装研の女 ナオ でーす。
疑問は脳みそのエイジングケア剤!
たるんだシナプスにアドレナリンをぶち込みましょう!
マーリン: 相変わらず威勢だけはいいのう。
なんじゃその恰好は?
ナオ: 今回、ガラスの話なので、現場を知らなきゃ!って思ってね。
私の意気込み! 分かる?
マーリン: 分からんでもないが。
昔のmarineのユニフォームを借りたのか?
ナオ: きゃー!わかっちゃった。
ところで、マーリンさん、新しい疑問があります!
マーリン: なんじゃ?
菜園でカブトムシの幼虫を見つけた件か?
ナオ: あー! あのこともそうだけど、今回は違うんです。
ガラスって何なんですか?
Find Pro HPよりお借りしました。
マーリン: ガラスがどうかしたのかな?
ナオ: ガラスって透明でしょ。 どうして透明なの?
だって、金属も陶器も植物もみんな不透明じゃないですか?
どうして、ガラスだけ透明なんですか?
マーリン: そりゃ、ガラスが水みたいなものだからじゃな。
ナオ: えー? ガラスと水は全く違うじゃないですか。
マーリン: まあ、似たようなもんじゃな。
ナオ: 本当なの? ちゃんと教えて!
水の三態 SUNTRY HPよりお借りしました。
マーリン: 水の分子は、水素原子(H)2つと酸素原子(O)1つが結合してできておる。
じゃが、この水分子1つでは水という液体にならんのじゃ。
マーリン: 水という液体になるためには、水分子がたくさん手をつなぐことが必要なんじゃ。
手をつなぐ方法には、いくつか種類があっての。水分子の場合は、酸素側がマイナスの電荷、水素側がプラスの電荷を持つようになって、正負で引き合う電気的な力によって結合している。
これを、水素結合というんじゃな。
いわば磁石のようなもんじゃ!
EarthThink55 HPよりお借りしました。
マーリン: この水素結合によって、水分子同志がつながり、集合する。 この集合体を水クラスターというんじゃ。
これが、いわゆる、普通の水じゃ!
常温の水では、5~6個から十数個の分子がクラスターを形成しているんじゃ。
水クラスター
EarthThink55 HPよりお借りしました。
マーリン: こりゃ! 何を居眠りしとるんじゃ!
ナオ: だってー? ちっともガラスがでてこないんだもん。
マーリン: これから出てくるんじゃ!
マーリン: ガラスというのは、主に、ケイ素(Si)とナトリウム(Na)とカルシウム(Ca)と酸素(O)からできとるんじゃ。
マーリン: そして、ガラス状態というのは、非晶質、つまり 結晶 じゃないということを言うんじゃ。
下の(B)と(C)を見ると、結晶みたいに綺麗に並んでないことが分かるじゃろ。
ただ、結晶性ガラスというのもあるからややこしいんじゃ。
ガラスとは 三芝硝材HPよりお借りしました。
ナオ: マーリンさん。 いつ透明の理由を教えてくれるの?
マーリン: おお、そうじゃった。
透明というのはだな、
”一つには、光が進むのを邪魔するものがない "
ということじゃ。
つまり、表面反射や乱反射がないということじゃ!
以前のブログで、下の図で説明したように、光の波長よりも大きい粒子は光の進行を妨げるんじゃ。
だから、大きい結晶なんかは可視光の進行を妨げて、光を散乱させてしまうんじゃ!
でも、非晶質のガラスは、妨げるようなものがないんじゃ。
だから、光が通り抜けて、透明になるんじゃ。
マーリン: もう一つの条件は、
"光と相互作用をするものがないこと!" ということじゃ。
マーリン: 例えば、ここに金属がある。
マーリン: 現金なやつじゃな。
金属の特徴の一つに、金属光沢を持つというのがあるの。
可視光は電磁波の一種であることはよく知られているな。
電磁波が、電界と磁界の波動で金属結晶の自由電子に作用すると、自由電子は共振し、電磁波を吸収して、一旦、高いエネルギー状態に遷移するんじゃ。
しかし、吸収した電磁波をすぐに放出し、安定な基底状態に戻るんじゃが、ここで放出する反射光が、各金属に特有の波長分布を持っておって、それぞれ特有の金属光沢をもたらすことになるんじゃ。
金属光沢 理科ネットワークHPよりお借りしました。
相互作用って、光と自由電子との作用ってことね。
ガラスは、自由電子を持ってないの?
マーリン: そう! ガラスは、自由電子をもってない!
そして、結晶ももってない!
さらに言えば、個体じゃから、水のように表面が動かないから、乱反射もない!
分かったわ!
簡単じゃない!
明日のブログに続くわよ!
マーリン: やれやれ、すぐ調子にのりおって。
明日は、ガラスの歴史を少しひも解いてみようかの。
それじゃの。 また、あした。
ばいばーい