Cam Neden Saydamdır ? - Mühendislik Portalı
Günlük yaşamda kullandığımız cam, neden saydamdır hiç düşündünüz mü ? Peki cam saydam olabiliyorsa, neden her malzeme saydam değildir ?
Cam, antik zamanlardan beri insanlar tarafından kullanılan en şaşırtıcı malzemelerden biri olmuştur. Mühendislik, mimarlık, telekomünikasyon, sanat, endüstriyel tasarım ve bina inşaatı gibi alanlarda günlük hayatta önemli bir rol oynamıştır. Dünyadaki en güvenilir malzemelerden biridir. Tıbbi aletler, ilaçlar, kimyasallar, gıda maddeleri ve su da dahil pek çok nesneyi depolamakta kullanıyoruz. Peki bu önemli malzemenin bu özellikleri nereden geliyor ?
Cam Nedir ? Nerede Bulunur ?
Cam, genelde saydam veya şeffaf olan, kırılgan, sert ve doğal elementlere karşı geçirimsiz inorganik katı bir malzemedir. Camın dünyadaki ana kaynağı, oksijen ve silicon gibi en temel unsurların da bulunduğu yerkabuğudur.
Oksijen ve silikon molekülleri birbirleriyle entegre olur ve silikon-dioksit oluştururlar ve kuvars haline dönüşür. Kuvars, genellikle kumda bulunan ve çoğu camda ana madde olan düzenli kristal formdadır.
Kristal yapısı içindeki daha küçük bozukluklar ve sert şekilde oluşturulmuş tanelerin kenarları, onları yakalayan ışığı yansıtır ve yayılmasını sağlar. Fakat, ısı her şeyi değiştirir. Kuvars yeterince ısıtıldığında, ısı molekülleri, onları birlikte tutan bağları kopana kadar titreşir ve akışkan bir sıvı halini alır.
Sıvı silikon-dioksit soğuyunca kristal katı haline dönüşmez. Bunun yerine, moleküller enerji kaybederken, düzenli forma geçme konusunda soğudukça daha az becerikli olurlar ve sonuç amorf katı madde olarak isimlendirilir. (Moleküllerin aralıkları serbestçe doldurmasına imkan veren, sıvı kaotik bir yapıya sahip katı malzeme.) Bu camın yüzeyini mikroskobik seviyede üniform hale getirir ve ışığın yüzeye vurduğunda farklı yönde dağılmamasını sağlar.
Bildiğiniz gibi, bir atom, boş bir alanda etrafında dönen elektronları olan bir çekirdekten oluşur. Işık, bu parçacıklardan herhangi birine dokunmadan geçebilir. Şimdi aklınıza şu soru geliyor değil mi ? ” Öyleyse neden bir çok malzeme saydam değil ? ” Bu durum atomdaki elektronların sahip olabileceği farklı enerji seviyeleri ile ilgili.
Neden Her Malzeme Saydam Değil ?
Örnekle açıklamak gerekirse, bunları stadyum stantlarındaki farklı koltuk sıraları olarak hayal edin. Bir elektron başlangıçta belli bir sıraya oturmakla görevlendirilir, fakat sadece enerjisi varsa daha iyi bir sıraya atlayabilir. Şansa göre, atomdan geçen bu ışık fotonlarından birinin emilmesi, elektronun ihtiyaç duyduğu enerjiyi sağlayabilir. Bir sonraki satıra atlayabilmesi için doğru miktarda enerjisi olmalıdır. Aksi takdirde, sadece fotonun geçmesine izin verir ve bu durumda sadece camda meydana geliyor. Işık fotonunun, elektronların bir sonraki satıra atlayabilmesi için yeterli enerji sağlayamadığı ortaya çıkıyor.
Amorf Katı MaddecamCam ŞeffafCam TransparanNeden SaydamSaydamSaydam malzemeler