Znajdź zawartość

Część turystów i bedekerów twierdzi, że szybki witraży średniowiecznych katedr wyglądają, jakby stopniowo się topiły. Niektóre są ponoć cieńsze na górze i grubsze u dołu. Aby wyjaśnić tę kwestię, trzeba się wgłębić we właściwości fizyczne szkła. W rzeczywistości szkło to ciało amorficzne (bezpostaciowe). Oznacza to, że jest ciałem stałym, ale cząsteczki, które je tworzą, nie są aż tak uporządkowane, jak w kryształach. Ich ułożenie jest w rzeczywistości dość chaotyczne, podobnie jak w cieczach. Z tego powodu mówi się nawet o tzw. cieczach przechłodzonych. Zazwyczaj niewielkie obszary, zwane domenami, fazy krystalicznej przeplatają się z fazą amorficzną. Szkło może się cechować większą lub mniejszą zawartością fazy amorficznej. Gdy jest jej dużo, staje się mętne, łatwiej się topi i trudniej kruszy. Opisane właściwości nie wystarczą jednak do tego, by wyjaśnić kształt katedralnych okien, ponieważ atomy w szkle przemieszczają się zbyt wolno, aby zmiany stały się widzialne gołym okiem. Podczas produkcji szkła wsad (który często zawiera dużo krzemionki) szybko się ochładza. Gdy temperatura spada poniżej punktu krzepnięcia, nie jest on jednak ciałem stałym, ale przechłodzoną cieczą. Aby otrzymać szkło, trzeba dalej obniżać temperaturę. Poniżej temperatury zeszklenia (inaczej mówiąc: przejścia w szkło) ruch cząsteczek zostaje w zasadzie zatrzymany — tłumaczy Mark Ediger, profesor chemii z University of Wisconsin–Madison — i na scenie zdarzeń pojawia się ciało amorficzne. Podobnie jak ciecze, może ono bardzo powoli "spływać". Z biegiem czasu cząsteczki dążą do utworzenia niby-krystalicznej struktury. Jeśli proces produkcyjny (ochładzanie) zakończono bliżej temperatury zeszklenia, wewnątrz materiału odnotowuje się więcej ruchów. Co ciekawe, starsze niż średniowieczne wiszące elementy szklane, np. pochodzące ze starożytnego Egiptu, nie wyglądają jak topniejąca galaretka. Wspomina o tym m.in. Robert Brill, specjalista ds. szkła antycznego z Corning Museum of Glass. Witraże nie powinny zmieniać swojej formy, ponieważ ich temperatura odbiega o setki stopni od temperatury przejścia w szkło. Modelowanie matematyczne wykazało, że w temperaturze pokojowej czas przemiany szkła w postać "nadtopioną" przewyższyłby wiek wszechświata. Swój wygląd średniowieczne szyby zawdzięczają najprawdopodobniej ówczesnej technologii produkcyjnej. Rzemieślnicy najpierw wydmuchiwali balony, które następnie przekuwano w tafle. Wskutek tego nigdy nie były idealnie płaskie, a szklarze wprawiający je w kościołach z jakiegoś powodu upodobali sobie umieszczanie cieńszej części na górze. Topniejący image to złudzenie, a nie oznaka, że szkło jest cieczą.