유리가 투명한 이유

원자는 원자핵과 전자로 구성되어 있다. 원자핵과 전자의 크기는 원자 크기에 비해 아주 작기 때문에 원자의 대부분은 비어 있는 공간이라고 봐도 된다. 그래서, 빛이 원자핵 또는 전자와 상호작용을 하지 않는다면 빛은 그대로 통과되어 투명하게 보이게 된다.

 

빛은 전자와 상호작용을 하기도 한다. 전자는 빛을 흡수하여 다른 궤도로 이동할 수 있다. 이렇게 전자가 빛을 흡수하면 그 물질은 빛을 통과하지 못한다. 하지만, 빛을 받았을 때 전자가 다른 궤도로 이동할 수 없다면 전자는 빛을 흡수하지 못하고 그대로 통과하게 된다.

 

빛의 주파수에 따라 전자의 새로운 궤도가 결정된다. 하지만, 빛의 주파수에 해당하는 전자 궤도가 없거나 그 궤도에 이미 전자가 있다면 전자는 다른 궤도를 이동하지 못하고 빛은 그대로 통과하게 된다.

 

유리는 빛을 받아 전자궤도가 이동하기 위해서는 다소 큰 에너지의 빛이 필요하다. 가시광선의 에너지는 약하기 때문에 전자궤도를 이동시키지 못하고 그대로 통과하게 된다. 하지만, 자외선은 유리의 전자궤도를 이동시키면서 차단된다.

 

유리는 가시광선은 잘 통과하지만 자외선은 통과하기 어렵다. 실리콘은 적외선은 잘 통과하지만 가시광선은 통과하기 어렵다.

 

대부분의 기체는 가시광선을 통과한다.