AhA: Warum ist Glas durchsichtig?

Außerhalb der Städte präsentiert sich der nächtliche Himmel voller Sterne. Sie sind unvorstellbar weit entfernt. Dennoch können wir sie sehen, weil das Sternenlicht durch den leeren Raum bis zu uns vordringt. Anders als Schall braucht Licht kein Medium, um sich fortzupflanzen. Es besteht aus Lichtteilchen, die sich geradewegs ausbreiten. So erreicht das Licht der Sterne die Erde nach Jahrzehnten bis Jahrtausenden.

Die Sonne und andere Sterne senden viele Formen von Strahlung aus. Das sichtbare Licht ist nur ein Teil aus diesem Spektrum. Wir sind auf dieses Licht angewiesen. So ist es kein Zufall, dass unsere Augen ausgerechnet für Licht sensibel sind, das die Atmosphäre weitgehend ungehindert passieren lässt. Doch nicht nur die Luft ist durchsichtig, auch ein fester Stoff wie Glas ist transparent. Und das ist alles andere als selbstverständlich.

Metalle etwa sind undurchsichtig. Sie absorbieren und reflektieren Licht. „Zwischen ihren Atomrümpfen befinden sich frei bewegliche Elektronen“, sagt Detlef Klimm vom Leibniz-Institut für Kristallzüchtung in Berlin. „Sie nehmen jeden Energiehappen auf.“ Da in Metall sehr viele Elektronen vorhanden sind, findet sich immer eins, das gerade für jene Energieportion empfänglich ist, die in Form eines Lichtteilchens darauf trifft.

Metalle leiten den Strom wegen ihrer beweglichen Elektronen gut. Das gilt auch für Halbleiter wie reines Silizium. Glas dagegen ist ein Isolator. Es wird aus Sand hergestellt, aus Siliziumdioxid, und enthält keine aktiven Lichträuber.

„Im Glas bilden die Silizium- und Sauerstoffatome ein starres Netzwerk“, sagt der Kristallograph. Zwar besitzt ein Siliziumatom in seiner äußeren Hülle vier Elektronen, die es abgeben könnte. Aber im Glas ist jedes solche Atom von vier Sauerstoffatomen umgeben, die diese Elektronen binden. „In diesem Netzwerk gibt es daher keine freien Elektronen.“

Fensterglas lässt sichtbares Licht deshalb ohne große Verluste durch. Ultraviolette Strahlung hingegen nicht. „Im UV-Bereich ist Glas weniger transparent.“ Die Gefahr, hinter Glas einen Sonnenbrand zu bekommen, ist deshalb vergleichsweise gering. Thomas de Padova