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玻璃:透明又结实

沙子怎么变成透明的玻璃?这个秘密用了几千年才摸透。

5-8岁6分钟发明 · 玻璃 · 材料
玻璃:透明又结实

窗户、杯子、手机屏幕、眼镜、显微镜镜头……玻璃无处不在。可玻璃是沙子做的你信吗?把沙子(主要是石英)加热到特别高的温度,它就融化成黏糊糊的液体,冷却后变透明——这就是玻璃。人类做玻璃做了四千多年,从做珠子到做窗户、做镜头,玻璃改变了我们看世界的方式。

你知道吗

你知道吗?玻璃其实是“过冷的液体”,它没结晶,原子排列像液体一样乱。所以老玻璃窗时间久了会往下“流”,下边比上边厚一点点。不过要几百年才看得出来。

玻璃怎么做

做玻璃的主要原料是沙子(石英砂)、纯碱和石灰石。把它们放进高温炉(1500 度以上)融化,混在一起变成黏稠的玻璃液。然后可以吹(用铁管吹成瓶子)、可以拉(拉成平板做窗户)、可以铸(倒进模具做盘子)。冷却后就成透明坚硬的玻璃。加不同金属还能变颜色:加铁变绿、加钴变蓝。

玻璃最大的好处是透明又化学稳定——不跟大多数东西反应,所以装什么都不会变质(罐头、药瓶都用玻璃)。它还能塑形,能做成各种形状。但它有个大缺点:脆,一摔就碎。后来人们发明了“钢化玻璃”(加热后快速冷却),碎了变成钝角小颗粒不伤人;还有“夹胶玻璃”(两层玻璃夹塑料),碎了不掉渣。汽车的挡风玻璃就用夹胶玻璃。

  • 玻璃用沙子高温融化做成
  • 可以吹、拉、铸成各种形状
  • 加金属变颜色:铁绿、钴蓝
  • 钢化玻璃碎成钝颗粒不伤人
  • 夹胶玻璃碎了不掉渣

玻璃改变了人类。没有玻璃,就没有窗户(屋子里黑)、没有眼镜(近视看不清)、没有显微镜和望远镜(看不见微观和远方)、没有灯泡(没东西罩住灯丝)、没有手机屏幕。光纤也是玻璃做的,互联网就跑在玻璃丝上。可以说,玻璃是塑造现代世界最重要的材料之一。

动手试试

动手玩:观察家里不同玻璃——窗户、杯子、钢化玻璃门、手机屏幕,看看有什么不同。戴上手套,用放大镜看玻璃边缘(小心别割手)。把糖加热融化(在大人陪同下),倒进模具冷却——它会变成像玻璃一样的硬糖!这就是“糖玻璃”,电影里打碎的玻璃窗很多就是糖做的。把玻璃的“透明”“化学稳定”“脆”三个特点各举两个例子。

沙子变透明,世界变清晰。——发明小语