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第48章 晶莹明亮的秘诀——玻璃

很久以前的一个阳光明媚的日子,有一艘腓尼基人的大商船来到地中海沿岸的贝鲁斯河河口,船上装了许多天然苏打的晶体。对于这里海水涨落的规律,船员们并不掌握。当大船走到离河口不远的一片美丽的沙洲时便搁浅了。

被困在船上的腓尼基人索性跳下大船,奔向这片美丽的沙洲,一边尽情嬉戏,一边等候涨潮后继续行船。中午到了,他们决定在沙洲上埋锅造饭。可是沙洲上到处是软软的细沙,竟找不到可以支锅的石块。有人突然想起船上装的天然结晶苏打,于是大家一起动手,搬来几十块垒起锅灶,然后架起木柴燃了起来。饭很快做好了。当他们吃完饭收拾餐具准备回船时,突然发现了一个奇妙的现象:只见锅下沙子上有种东西晶莹发光,十分可爱。大家都不知道这是什么东西,以为发现了宝贝,就把它收藏了起来。其实,这是在烧火做饭时,支着锅的苏打块在高温下和地上的石英砂发生了化学反应,形成了玻璃。

聪明的腓尼基人意外地发现这个秘密后,很快就学会了制作方法,他们先把石英砂和天然苏打搅拌在一起,然后用特制的炉子把它们熔化,再把玻璃液制成大大小小的玻璃珠。这些好看的珠子很快就受到了外国人的欢迎,一些有钱人甚至用黄金和珠宝来兑换,腓尼基人由此发了大财。

实际上,早在公元前2000年,美索不达米亚人就已开始生产简单的玻璃制品了,而真正的玻璃器皿则是于公元前1500年在埃及出现的。从公元前9世纪起,玻璃制造业日渐繁荣。到公元6世纪前,在罗得岛和塞浦路斯岛上已有玻璃制造厂,而建于公元前332年的亚历山大城,在当时就是一个生产玻璃的重要城市。

从公元7世纪起,阿拉伯一些国家如美索不达米亚、波斯、埃及和叙利亚,其玻璃制造业也很繁荣。它们当时已能够用透明玻璃或彩色玻璃制造清真寺用的灯。

在欧洲,玻璃制造业出现的时间比较晚。在大约18世纪之前,欧洲人都是从威尼斯购买高级玻璃器皿。这种情况随着18世纪欧洲人雷文斯克罗特发明的一种透明性更好的铝玻璃而逐步改变,玻璃生产业由此在欧洲兴盛起来。

知识链接:玻璃为什么是透明的

一个重要的原因是:再坚实的物质,如果从原子的内部去看,它其实是空荡荡的。因为在原子的内部,原子核和电子的体积加起来不到原子体积的百亿分之一。况且,还没有证据证明原子核和电子就不能被光子穿过!所以,透明才是正常的!

要想弄清楚这个复杂的问题首先得弄清楚下面这个问题:一些物质为什么是不透明的?

对于不透明的物质,我们可以分为四大类:

①由于自由电子的阻挡作用导致的不透明:这是金属不透明的原因。

②能吸收光线的物质导致的不透明:这类物质的分子的电子的激发能比较低,恰好在可见光范围内,分子里往往有苯环、苯醌、联苯胺或其他共轭体系的结构,这种结构可以降低电子的激发能,使电子容易发生跃迁而吸收光子的能量。这样光线就被吸收了。

③由于透明物质的结构被破坏而造成的不透明。如玻璃是透明的,而玻璃粉则是不透明的;冰是透明的,而冰被砸碎了就是不透明的了。如果一种物质它的结构特点不符合①、②,那它就是可以通过光线的,但如果它的结构里有很多小空隙,那它就是白色。这就是白色物体不透明的原因。

④上述①、②、③种原因混合的结果。现实中的许多物体的不透明就是这个原因造成的。

如果一种物质它的结构里既没有自由电子,又没有容易激发的电子,物质的结构又很紧密,没有许多孔隙等条件,那物质就可以通过光子,即是透明的。所以玻璃是透明的!

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