Атомы у нас дома. Удивительная наука за повседневными вещами | страница 73



 – и рассыпание бокала на куски.

Повара избегают таких проблем, используя жаростойкое боросиликатное стекло под торговой маркой Pyrex. В принципе это обычное стекло, только в его состав добавляется около 13 % оксида бора, который придает ему характерный голубоватый цвет. Это своеобразный «сплав». Оксид бора позволяет ему расширяться в объеме при нагревании на треть больше, чем обычному стеклу, и на треть же больше уменьшаться при охлаждении. Поэтому аморфная атомная структура такого стекла испытывает меньшее напряжение, чем у обычного, и оно более устойчиво к температурным колебаниям[108].

Почему стекло такое тяжелое?

Если вы видели, как рабочие устанавливают стекла в витринах магазинов, этот вопрос наверняка приходил вам в голову. После многолетних размышлений над этой проблемой я пришел к выводу, что причины этого явления отчасти физические, но в значительно большей степени психологические.

Стекло, хотя бы в каком-то смысле, – твердое тело. Объем листа стекла размером 2 × 3 м и толщиной 2 см составляет 0,12 м³, или 120 л. Легко представить себе, сколько будут весить 120 литровых бутылок с водой (примерно 120 кг, то есть вдвое больше средней массы человека). Стекло же – твердое вещество, а не жидкость. Если бы лист таких же размеров был бы сделан из металла, то он имел бы массу около 1 т (1 м³ стали имеет массу 8 т). Стоит ли удивляться, что стекло такое тяжелое! При равном объеме вес листового стекла – где-то посередине между льдом и металлом[109]. Например, наш лист стекла должен иметь массу около 300 кг, то есть столько же, сколько четыре-пять взрослых мужчин.

Удивляться же весу стекла нас заставляет психология. Поскольку оно прозрачно и не похоже ни на что на Земле, мы воспринимаем его как нечто несуществующее. И нам кажется, что стекло должно быть легким. Но чем бы мы себе его ни представляли – жидкостью, твердым телом или чем-то между, – оно состоит из огромного множества атомов. Мы их не видим, но они есть. И тут возникает самый важный вопрос из возможных.

Почему мы можем видеть сквозь стекло?

За тысячи лет до того, как появился пластик – дешевая имитация стекла, – стекло было единственным материалом, через который можно было наблюдать мир (разумеется, за исключением нескольких других природных объектов, таких как вода или крылышки стрекозы). И по сей день стекло остается единственным прозрачным материалом на планете. Прозрачность определяется тем, что сквозь него может проходить свет. Но почему он не может проходить через другие материалы, например металлы?