0:00

4:08

Why is glass transparent? - Mark Miodownik

TED-Ed·4:08·Technology·B2

Chương · 4

Chương 1·The Raw Ingredients of Glass

Hiển thị

Tiếng ViệtAuto-scroll

0:00

Music

[Âm nhạc]

0:00

Take a look out your window.

Hãy nhìn ra ngoài cửa sổ của bạn.

0:02

Put on your glasses if you wear them.

Hãy đeo kính vào nếu bạn có đeo kính.

0:05

You might want to grab a pair of binoculars too, or a magnifying lens.

Bạn cũng có thể muốn lấy một chiếc ống nhòm, hoặc một chiếc kính lúp.

0:11

Now, what do you see?

Bây giờ, bạn nhìn thấy những gì?

0:13

Well, whatever it is, it's not the multiple layers of glass right in front of you.

Chà, dù đó là gì đi nữa, thì đó cũng không phải là nhiều lớp kính ngay trước mắt bạn.

0:19

But have you ever wondered how something so solid can be so invisible?

Nhưng bạn đã bao giờ tự hỏi làm thế nào một thứ rắn chắc như vậy lại có thể vô hình đến thế?

0:24

To understand that, we have to understand what glass actually is and where it

Để hiểu được điều đó, chúng ta phải hiểu thủy tinh thực sự là gì và nó

0:30

Comes from.

Đến từ đâu.

0:30

It all begins in the Earth's crust, where the two most common elements are silicon and oxygen.

Tất cả bắt đầu từ lớp vỏ Trái Đất, nơi hai nguyên tố phổ biến nhất là silic và oxy.

0:36

These react together to form silicon dioxide, whose molecules arrange themselves into a regular crystallin form known as quartz.

Chúng phản ứng với nhau để tạo thành silic dioxit, chất có các phân tử tự sắp xếp thành một dạng tinh thể đều đặn được gọi là thạch anh.

0:43

Quartz is commonly found in sand, where it often makes up most of the grains, and is the main ingredient in most types of glass.

Thạch anh thường được tìm thấy trong cát, nơi nó chiếm phần lớn các hạt cát, và là thành phần chính trong hầu hết các loại thủy tinh.

0:52

Of course, you've probably noticed

Dĩ nhiên, có lẽ bạn cũng đã nhận ra

0:54

That glass isn't made of multiple tiny bits of quartz, and for good reason.

Rằng thủy tinh không được tạo nên từ vô số mảnh thạch anh nhỏ li ti, và điều đó có lý do chính đáng.

0:58

For one thing, the edges of the rigidly formed grains and smaller defects within the crystal structure reflect and disperse light that hits them.

Một mặt, các cạnh của những hạt có cấu trúc cứng nhắc và các khuyết tật nhỏ hơn bên trong cấu trúc tinh thể phản xạ và phân tán ánh sáng chiếu vào chúng.

1:06

But when the quartz is heated high enough, the extra energy makes the molecules vibrate until they break the bonds holding them together and become a flowing liquid, the

Nhưng khi thạch anh được nung nóng đủ cao, nguồn năng lượng bổ sung khiến các phân tử dao động cho đến khi chúng phá vỡ các liên kết giữ chúng lại với nhau và trở thành một chất lỏng chảy,

1:16

Same way that ice melts into water.

Tương tự như cách băng tan thành nước.

1:18

Unlike water, though, liquid silicon dioxide does not reform into a crystal solid when it cools.

Tuy nhiên, khác với nước, silic dioxit dạng lỏng không tái tạo thành chất rắn kết tinh khi nguội đi.

1:24

Instead, as the molecules lose energy, they are less and less able to move into an ordered position, and the result is what is called an amorphous solid: a solid material with the chaotic structure of a liquid, which allows the molecules to

Thay vào đó, khi các phân tử mất năng lượng, chúng ngày càng ít có khả năng di chuyển vào vị trí có trật tự, và kết quả là cái được gọi là chất rắn vô định hình: một vật liệu rắn mang cấu trúc hỗn loạn của chất lỏng, cho phép các phân tử

1:39

Freely fill in any gaps.

Tự do lấp đầy bất kỳ khoảng trống nào.

1:40

This makes the surface of glass uniform on a microscopic level, allowing light to strike it without being scattered in different directions.

Điều này làm cho bề mặt thủy tinh đồng nhất ở cấp độ vi mô, cho phép ánh sáng chiếu vào mà không bị tán xạ theo các hướng khác nhau.

1:47

But this still doesn't explain why light is able to pass through glass rather than being absorbed, as with most solids.

Nhưng điều này vẫn chưa giải thích tại sao ánh sáng có thể đi qua thủy tinh thay vì bị hấp thụ như hầu hết các chất rắn.

1:54

For that, we need to go all the way down to the subatomic level.

Để làm rõ điều đó, chúng ta cần đi sâu xuống tận cấp độ hạ nguyên tử.

1:59

You may know that an atom consists of a nucleus with

Bạn có thể biết rằng một nguyên tử bao gồm một hạt nhân với

2:03

Electrons orbiting around it,

Các electron quay xung quanh nó,

2:04

But you may be surprised to know that it's mostly empty space.

Nhưng bạn có thể ngạc nhiên khi biết rằng nó phần lớn là không gian trống rỗng.

2:07

In fact, if an atom were the size of a sports stadium, the nucleus would be like a single p in the center, while the electrons would be like grains of sand in the outer seats.

Trên thực tế, nếu một nguyên tử có kích thước bằng một sân vận động thể thao, hạt nhân sẽ giống như một hạt p ở trung tâm, trong khi các electron sẽ giống như những hạt cát ở các hàng ghế bên ngoài.

2:17

That should leave plenty of space for light to pass through without hitting any of these particles.

Điều đó sẽ để lại nhiều khoảng trống cho ánh sáng đi qua mà không va chạm vào bất kỳ hạt nào trong số này.

2:22

So the real question is not

Vì vậy câu hỏi thực sự không phải là

2:24

Why is glass transparent, but why aren't all materials transparent?

Tại sao thủy tinh lại trong suốt, mà là tại sao không phải tất cả các vật liệu đều trong suốt?

2:27

The answer has to do with the different energy levels that electrons in an atom can have.

Câu trả lời liên quan đến các mức năng lượng khác nhau mà các electron trong một nguyên tử có thể có.

2:32

Think of these as different rows of seats in the stadium stands.

Hãy coi đây như các hàng ghế khác nhau trên khán đài sân vận động.

2:36

An electron is initially assigned to sit in a certain row, but it could jump to a better row if it only had the energy.

Ban đầu một electron được xếp ngồi ở một hàng nhất định, nhưng nó có thể nhảy lên một hàng tốt hơn nếu có đủ năng lượng.

2:44

As luck would have it, absorbing one of those light

Thật may mắn, việc hấp thụ một trong những lượng ánh sáng đó

2:48

Photons passing through the atom can provide just the energy the electron needs.

Các photon đi qua nguyên tử có thể cung cấp đúng mức năng lượng mà electron cần.

2:52

But there's a catch: the energy from the photon has to be the right amount to get an electron to the next row; otherwise, it will just let the photon pass by.

Nhưng có một điều nan giải: năng lượng từ photon phải vừa đủ để đưa một electron lên hàng tiếp theo, nếu không nó sẽ để mặc cho photon đi qua.

3:02

And it just so happens that in glass, the rows are so far apart that a photon of visible light can't provide enough energy for an electron to

Và tình cờ là trong thủy tinh, các hàng cách xa nhau đến mức một photon ánh sáng nhìn thấy không thể cung cấp đủ năng lượng cho một electron

3:11

Jump between them.

Nhảy giữa chúng.

3:12

Photons from ultraviolet light, on the other hand, give just the right amount of energy and are absorbed, which is why you can't get a suntan through glass.

Mặt khác, các photon từ tia cực tím lại mang lượng năng lượng vừa vặn và bị hấp thụ, đó là lý do tại sao bạn không thể bị rám nắng qua lớp kính.

3:20

This amazing property of being both solid and transparent has given glass many uses throughout the centuries, from windows that let in light while keeping out the elements, to lenses that allow us to see

Đặc tính kỳ diệu vừa là chất rắn vừa trong suốt này đã mang lại cho thủy tinh nhiều công dụng qua nhiều thế kỷ, từ những khung cửa sổ đón ánh sáng đồng thời ngăn chặn các yếu tố thời tiết bên ngoài, đến những thấu kính cho phép chúng ta nhìn thấy

3:32

Both the vast worlds beyond our planet and the tiny ones right around us.

Cả thế giới bao la ngoài hành tinh của chúng ta lẫn những thế giới tí hon ngay xung quanh chúng ta.

3:36

It is hard to imagine modern civilization without glass, and yet for such an important material, we rarely think about glass and its impact.

Thật khó để tưởng tượng nền văn minh hiện đại nếu không có thủy tinh, thế nhưng đối với một vật liệu quan trọng như vậy, chúng ta lại hiếm khi nghĩ về thủy tinh và tác động của nó.

3:44

It is precisely because the most important and useful quality of glass is being featureless and invisible that we often forget it's even there.

Chính vì phẩm chất quan trọng và hữu ích nhất của thủy tinh là không có đặc điểm nổi bật và vô hình mà chúng ta thường quên mất sự hiện diện của nó.

Transcript

Hiển thị

The Raw Ingredients of Glass

Mark Miodownik introduces the scientific puzzle of how solid matter can appear completely invisible to human vision. The discussion explores the geological origin of glass in the Earth's crust, highlighting quartz crystals as the foundational raw material.

Mark Miodownik giới thiệu câu đố khoa học về cách vật chất rắn có thể hoàn toàn vô hình trước mắt người. Cuộc thảo luận khám phá nguồn gốc địa chất của thủy tinh trong lớp vỏ Trái Đất, làm nổi bật các tinh thể thạch anh như nguyên liệu thô nền tảng.

Music

[Âm nhạc]

Take a look out your window.

Hãy nhìn ra ngoài cửa sổ của bạn.

Put on your glasses if you wear them.

Hãy đeo kính vào nếu bạn có đeo kính.

You might want to grab a pair of binoculars too, or a magnifying lens.

Bạn cũng có thể muốn lấy một chiếc ống nhòm, hoặc một chiếc kính lúp.

Now, what do you see?

Bây giờ, bạn nhìn thấy những gì?

Well, whatever it is, it's not the multiple layers of glass right in front of you.

Chà, dù đó là gì đi nữa, thì đó cũng không phải là nhiều lớp kính ngay trước mắt bạn.

But have you ever wondered how something so solid can be so invisible?

Nhưng bạn đã bao giờ tự hỏi làm thế nào một thứ rắn chắc như vậy lại có thể vô hình đến thế?

To understand that, we have to understand what glass actually is and where it

Để hiểu được điều đó, chúng ta phải hiểu thủy tinh thực sự là gì và nó

Comes from.

Đến từ đâu.

It all begins in the Earth's crust, where the two most common elements are silicon and oxygen.

Tất cả bắt đầu từ lớp vỏ Trái Đất, nơi hai nguyên tố phổ biến nhất là silic và oxy.

These react together to form silicon dioxide, whose molecules arrange themselves into a regular crystallin form known as quartz.

Chúng phản ứng với nhau để tạo thành silic dioxit, chất có các phân tử tự sắp xếp thành một dạng tinh thể đều đặn được gọi là thạch anh.

Quartz is commonly found in sand, where it often makes up most of the grains, and is the main ingredient in most types of glass.

Thạch anh thường được tìm thấy trong cát, nơi nó chiếm phần lớn các hạt cát, và là thành phần chính trong hầu hết các loại thủy tinh.

Of course, you've probably noticed

Dĩ nhiên, có lẽ bạn cũng đã nhận ra

1 / 4