How light interacts with glass: the science explained
Share this blog:
Discover how the interaction of light and glass products can be harnessed in structural glazing projects.
الزجاج مادة تتفاعل مع محيطها بطرق رائعة. عند تركيب الزجاج، لا يقتصر الأمر على بناء حاجز، بل يتحكم أيضًا في البيئة المحيطة، والأهم من ذلك، في كمية الحرارة والضوء التي تمر عبره.
عندما يتعلق الأمر بالضوء، فالأمر لا يقتصر على حجبه أو السماح له بالمرور، بل لأن الضوء يتصرف بطرق غريبة، إذ يمكن أن ينعكس، أو ينكسر، أو يمتص، أو يحيد، أو يتشتت.
هذا السلوك غريب، لكنه محكوم بمبادئ علمية. هذه المبادئ يُستغلّها المصنّعون والمهندسون المعماريون لتحقيق تأثيرات جمالية.
في هذه المقالة، نقوم بتحليل ستة سلوكيات رئيسية للضوء - وكيف تؤثر على إنتاج ونشر الزجاج في كل من البيئات المنزلية والتجارية.
ما هو الضوء؟
تُصدر الشمس طيفًا من الأطوال الموجية يُعرف باسم "الإشعاع الكهرومغناطيسي". وتشير الأطوال الموجية المختلفة إلى أنواع مختلفة من الضوء.
على سبيل المثال، توجد الموجات الدقيقة والموجات الراديوية في الطرف الطويل من الطيف، في حين أن الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية لها أطوال موجية أقصر بكثير.
ينتقل الضوء الطبيعي من الشمس إلى الأرض. بخلاف الموجات الصوتية، لا يحتاج الضوء إلى وسط مادي لينتقل من خلاله، بل ينتقل عبر فراغ الفضاء.
عندما يسقط الضوء على جسم ما، قد يتصرف بطرق مختلفة. ويعتمد ذلك على نوع وشكل وتركيب المادة التي يلامسها.
6 طرق تفاعل الضوء مع الزجاج
تتفاعل موجات وجسيمات الضوء مع الزجاج بست طرق رئيسية، وتتأثر هذه الطرق بنوع الضوء المسلط عليه، بالإضافة إلى تركيبه الكيميائي.
يستغلّ مصنّعوا الزجاج والمهندسون المعماريون بعض هذه السلوكيات لتحقيق تأثير جمالي. بينما تُعدّ بعضها الآخر حوادث يمكن التغاضي عنها أو الحدّ من آثارها.
1. ناقل الحركة
النفاذية هي مرور الضوء مباشرةً عبر وسطٍ ما دون انعكاس أو تشتت أو امتصاص. نافذة عادية بدون أي نقش أو تلوين أو تشطيب تسمح بمرور كل الضوء.
الزجاج المعتم يجعل نقل الضوء مستحيلا، في حين أن قطعة الزجاج الشفافة - مثل باب الدش المصنفر، على سبيل المثال - تسمح بمرور بعض الضوء، ولكن ليس كله.
Transmission can be manipulated for aesthetic effect by the inclusion of coloured interlayers in laminated glass or by frosting, tinting and other translucent effects.
Then there's
switchable smart glass, which can switch from transparent to translucent to opaque at the touch of a button.
2. التأمل
ينعكس الضوء والصوت عن بعض المواد. في حالة الضوء، تكون الأسطح الملساء هي الأكثر انعكاسًا. ولذلك، تُظهر لك مرآتك الزجاجية الملساء صورة واضحة لوجهك، بينما يكون انعكاسك ضبابيًا عند النظر إلى الماء المتحرك.
Historically,
mirror glass was produced by polishing glass. Today, it's typically made by applying a reflective coating to glass. When finished, it can be
sandblasted or
digitally printed with designs. These block out some of the reflections without compromising the reflectiveness of the glass as a whole.
3. الانكسار
قد توحي عبارة "سرعة الضوء" بأنه ينتقل دائمًا بنفس السرعة. في الواقع، ينتقل الضوء بسرعات مختلفة عبر أوساط مختلفة، وعند انتقاله من وسط إلى آخر، تتغير سرعته عادةً.
يؤدي هذا إلى انحناء الضوء - وهو الأمر الذي يلاحظه أي شخص يقف أمام نافذة من الزجاج الملون في يوم مشمس.
استُخدمت تقنية الانكسار في التزجيج الهيكلي. خذ على سبيل المثال منزل الانكسار في جاكرتا، إندونيسيا. إنه مبنى ذو "مخطط عميق": حيث تكون المسافة الأفقية بين الجدران أكبر بكثير من المسافة الرأسية بين الطوابق.
يصعب إنارة هذا النوع من المباني بكفاءة. حلّ مهندسو "ريفراكشن هاوس" هذه المشكلة باستبدال الجدران بكتل زجاجية، ما أدى إلى انكسار الضوء الطبيعي إلى قلب المبنى.
كان منزل الانكسار مشروعًا واسع النطاق، ولكن يمكن استخدام الانكسار على نطاق أصغر أيضًا. تتميز المنازل الصديقة للبيئة أحيانًا بجدران مصنوعة من قوارير زجاجية ومرطبانات. هذه القوارير تكسر الضوء أكثر من النوافذ التقليدية، مما يُضفي لمسة جمالية على الضوء واللون.
4. حيود
عند تسليط الضوء عبر منشور، ينتشر في ألوان قوس قزح. تُعرف هذه الحركة الانحناءية والانتشارية باسم "الحيود".
هذا سلوك ضوئي نادر الاستخدام في التزجيج الهيكلي. أقواس قزح تُعتبر صدفة سعيدة عندما يصطدم الضوء بالزجاج بطريقة معينة، وليست تأثيرًا مُستغلًا عمدًا.
5. الامتصاص
على عكس الحرارة، الضوء غير ملموس. إذا وقفتَ تحت مصدر ضوء طبيعي أو اصطناعي، فقد تشعر بحرارته، لكنك لن تشعر بالضوء نفسه.
ومع ذلك، فإن اللغة المحيطة بحركة الضوء نشطة بشكل مدهش. تصطدم الفوتونات بالمواد وتثير الإلكترونات إلى مستويات أعلى.
عندما يحدث هذا، لا يمر الفوتون عبر الجسم، بل يُمتص.
عند تصنيع الزجاج، نهدف إلى تقليل الامتصاص قدر الإمكان. عوامل مثل سُمك الزجاج وتركيبه الكيميائي قد تزيد أو تقلل من كمية الامتصاص.
يتعين على الشركات المصنعة التحكم في هذه العناصر لضمان عدم انخفاض شدة الضوء على الجانب الآخر من الزجاج (ما لم يكن ذلك عمدًا كما هو الحال مع أنواع الزجاج الشفاف أو المعتم).
6. التشتت
الطريقة الأخيرة التي يتفاعل بها الضوء مع الزجاج تُعرف باسم "التشتت".
عندما ينعكس الضوء، يدخل شعاع واحد ويختفي آخر. وعندما يتشتت، يدخل شعاع واحد ويختفي العديد.
معظم الأجسام في العالم أسطحٌ مُشتتة، بدءًا من بشرتك ووصولًا إلى أثاث غرفتك. لذا، يُمكن للزجاج أن يُشتت الضوء أيضًا.
عند تسليط شعاع ضوء على شاشة بلاستيكية بيضاء، على سبيل المثال، يتشتت شعاع الضوء بزوايا مختلفة. وهذا مرئي للعين البشرية من أي زاوية.
ومع ذلك، في حالة الزجاج العادي، لا يمكن ملاحظة التشتت إلا عندما تكون هناك عيوب في الزجاج.
Are you in the market for high-quality
structural glass solutions? ToughGlaze has the exclusive UK licence for Fischer's secret fix system, which ensures a sleek, modern look with no visible seams.
Get in touch to learn more or request a fast, free quote.
