Entenda por que o vidro é transparente

Se você olhar através de seus óculos, binóculos ou mesmo uma janela, você vê o mundo do outro lado. Mas por que os vidros são transparentes? Para responder essa dúvida curiosa, o cientista Mark Miodownik, integrante do canal do TED-Ed no Youtube, derrete o segredo científico por trás de sólidos amorfos com um vídeo muito interessante.

O mistério dos vidros

Antes de tentar compreender o porquê de o vidro ser um material transparente, precisamos entender do que ele é feito. Tudo começa na crosta terrestre, onde podemos encontrar dois de seus elementos mais comuns: o silício e o oxigênio. Quando eles se unem, eles foram o dióxido de silício que, por sua vez, forma os cristais de quartzo, normalmente encontrado na areia.

Pela forma “desarranjada” das moléculas de dióxido de silício do quartzo, o cristal não pode ser utilizado em sua forma pura para criar vidros, uma vez que ele reflete e dispersa raios de luz. Porém, quando ele é aquecido a altas temperaturas, as moléculas perdem suas ligações e, quando é resfriado, ele se torna um sólido amorfo, em que as moléculas se rearranjam em uma estrutura microscopicamente lisa: o vidro.

Mas isso ainda não explica o porquê de a luz atravessar o vidro e não outros tipos de objetos, como uma maleta, por exemplo. Para tanto, precisamos ir até o nível subatômico. Revisando as aulas de Química e Física, nós podemos lembrar que os átomos são compostos por um núcleo feito de prótons e neutrôns e camada de elétrons a sua volta. Porém, o mais importante é que boa parte do átomo é feito de espaço vazio.

Para se ter uma noção do tamanho desse espaço, se o átomo fosse do tamanho de um estádio de futebol, o núcleo seria do tamanho de uma ervilha, no centro do gramado. Enquanto os elétrons seriam pessoas ocupando diferentes fileiras das arquibancadas. Com tanto espaço vazio, não é de surpreender que a luz simplesmente atravesse e passe pela estrutura dos átomos.

Mas se é assim, por que no caso da maleta a luz simplesmente não passa por ela, como no vidro? Isso ocorre porque os elétrons do átomo de silício, ao contrário dos de carbono (que compõem a estrutura da maleta) precisam de uma alta quantidade de energia para saltar de uma camada para a outra, liberando fótons em forma de energia. Tudo porque as camadas de elétrons nos átomos de silício estão muito afastadas umas das outras.

Nos átomos de carbono, por exemplo, as camadas estão relativamente próximas e um feixe de luz fraco já o suficiente para fazer um elétron saltar de uma posição para a outra, dessa forma emitindo luz e refletindo ela. Tanto que essa é a razão pela qual nós podemos ver a maleta, já que os fótons liberados chegam aos nossos olhos, mas não no caso do vidro, já que a luz simplesmente atravessa o objeto.