Discover how the interaction of light and glass products can be harnessed in structural glazing projects.
ガラスは、周囲の環境と興味深い方法で相互作用する素材です。ガラスを設置すると、単に障壁を建てるだけでなく、環境、特にガラスを通過する熱と光の量も制御することになります。
光に関しては、単に光を遮断したり通過させたりすればよいというものではありません。これは、光が奇妙な振る舞いをするからです。光は反射、屈折、吸収、回折、散乱することがあります。
この動作は奇妙ですが、科学的原理によって制御されています。これらの原理は、美的効果を実現するために製造業者や建築家によって操作され、利用されています。
この記事では、光の 6 つの主要な動作と、それが家庭や商業施設でのガラスの製造と導入にどのように影響するかについて説明します。
光とは何ですか？
太陽は「電磁放射」として知られる波長のスペクトルを放射します。異なる波長は異なるタイプの光を意味します。
たとえば、マイクロ波や電波はスペクトルの長い端に位置しますが、X 線や紫外線 (UV) ははるかに短い波長を持っています。
自然光は太陽から地球まで伝わります。音波とは異なり、光は通過するための媒体を必要としません。代わりに、宇宙の真空中を伝わります。
光が物体に当たると、さまざまな動作をします。これは、光が接触する物質の種類、形状、構成によって異なります。
光がガラスと相互作用する6の方法
光波と粒子は、6 つの主要な方法でガラスと相互作用します。これらは、ガラスに照射される光の種類とガラスの化学組成によって影響を受けます。
これらの行為の一部は、ガラス製造業者や建築家によって美的効果のために利用されています。その他の行為は、許容されるか最小限に抑えられる事故です。
1。送信
透過とは、光が反射、散乱、吸収されることなく媒体をまっすぐ通過することです。模様、色、仕上げのない標準的な窓は、すべての光を通過させます。
不透明なガラスは光を透過できませんが、半透明のガラス（例えば、すりガラスのシャワーのドア）は、ある程度の光を透過しますが、すべては透過しません。
Transmission can be manipulated for aesthetic effect by the inclusion of coloured interlayers in laminated glass or by frosting, tinting and other translucent effects.
Then there's
switchable smart glass, which can switch from transparent to translucent to opaque at the touch of a button.
2. 反射
光と音はどちらも特定の素材で反射します。光の場合、滑らかな表面が最も反射率が高いです。そのため、完全に滑らかなガラスの鏡では顔が鮮明に映りますが、流れる水を見ると自分の姿がぼやけてしまいます。
Historically,
mirror glass was produced by polishing glass. Today, it's typically made by applying a reflective coating to glass. When finished, it can be
sandblasted or
digitally printed with designs. These block out some of the reflections without compromising the reflectiveness of the glass as a whole.
3. 屈折
「光の速度」という表現は、光が常に同じ速度で移動するという印象を与えるかもしれません。実際、光は異なる媒体を通過すると異なる速度で移動します。また、ある媒体から別の媒体に移動する場合、通常は速度が変わります。
これにより光が屈折します。晴れた日にステンドグラスの窓の前に立ったことがある人なら誰でも、このことに気づいたはずです。
屈折は構造用ガラスに使用されています。インドネシアのジャカルタにある Refraction House を例に挙げてみましょう。これは「奥行きのある建物」で、壁間の水平距離が階間の垂直距離よりもはるかに大きい建物です。
こうした種類の建物では、照明を効率的に取り入れるのが困難です。Refraction House の建築家は、壁をガラス ブロックに置き換えることでこの問題を解決しました。これにより、自然光が建物の中心部に屈折しました。
屈折の家は大規模なプロジェクトでしたが、屈折は小規模でも使用できます。環境に優しい住宅には、ガラスのボトルや瓶で作られた壁が特徴的なものもあります。これらは従来の窓よりも光を屈折させ、魅力的な光と色の遊びを生み出します。
4. 回折
プリズムを通して光を当てると、光は虹色に広がります。この曲がって広がる動きは「回折」として知られています。
これは、構造用ガラスではあまり使用されない光の挙動です。虹は、意図的に利用された効果というよりは、光が特定の方法でガラスに当たったときに起こる幸運な偶然です。
5. 吸収
熱とは異なり、光は無形です。自然光や人工光源の下に立つと、その熱は感じるかもしれませんが、光そのものは感じません。
それにもかかわらず、光の動きを取り巻く言語は驚くほど活発です。光子は物質に衝突し、電子をより高い状態に励起します。
これが起こると、光子は物体を通過せず、代わりに吸収されます。
ガラスを製造する際、吸収をできるだけ少なくしたいと考えます。ガラスの厚さや化学組成などの要因によって、吸収量が増減することがあります。
これらは、ガラスの反対側で光の強度が低下しないように製造元によって制御される必要があります (半透明または不透明のタイプのガラスのように意図的に低下させる場合を除きます)。
6. 散乱
光がガラスと相互作用する最終的な方法は「散乱」として知られています。
光が反射されると、1 本の光線が入り、1 本が出ていきます。散乱すると、1 本の光線が入り、多数の光線が出ていきます。
世の中のほとんどの物体は、皮膚から部屋の家具まで、光を散乱させる表面を持っています。したがって、ガラスも光を散乱させます。
たとえば、白いプラスチックのスクリーンに光線を当てると、光線はさまざまな角度に散乱します。これは、どの角度からでも人間の目に見えます。
ただし、普通のガラスの場合、散乱はガラスに欠陥がある場合にのみ観察されます。
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