Ho letto che un solido è trasparente alla luce visibile se e solo se gli orbitali degli atomi che compongono il solido sono a livelli di energia tali che l’energia fornita dal fotone incidente non è sufficiente a far compier il salto orbitale (ovvero, il fotone non è assorbito). In linea teorica, è quindi possibile produrre a piacimento solidi trasparenti?

Col termine generico trasparente  si intende a volte fare riferimento a una sostanza non opaca (la sostanza trasmette la luce visibile incidente, almeno in parte). Esistono solidi trasparenti colorati che assorbono luce visibile solo a determinate frequenze, e solidi trasparenti incolori che non assorbono apprezzabilmente la luce per nessuna frequenza compresa nell’intervallo 400-800 nm.  Esistono poi (i) solidi opachi colorati che assorbono alcune frequenze e riflettono, o diffondono, totalmente le altre; (ii) solidi opachi neri che assorbono tutte le frequenze e (iii) solidi opachi bianchi che riflettono e diffondono, tutte le frequenze della luce visibile.

Premesso questo, un solido trasparente incolore (oppure un solido opaco bianco) normalmente non contiene elementi in grado di interagire con la luce visibile per dare transizioni elettroniche aventi energie che sono, appunto, confrontabili con quelle della radiazione visibile incidente. Di solito, è la presenza di elementi di transizione (per esempio, il titanio, il cromo, il ferro…) che, con i loro orbitali d non completamente riempiti, determinano la possibilità di tali transizioni nel visibile, contribuendo così al colore della sostanza che li contiene.

Come premesso sopra, in un dato materiale, l’assenza di possibili transizioni elettroniche nel visibile, non implica la trasparenza dello stesso: in effetti, un materiale bianco è opaco (quindi non trasparente) pur non avendo transizioni elettroniche del tipo sopra discusso, quando viene irradiato con luce visibile.

Per una trattazione più generale dei fenomeni di interazione luce-materia, si rimanda a una precedente risposta pubblicata su questo sito:

http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=12619

Per il resto, in linea teorica è possibile produrre più o meno tutto (anche se è comunque impossibile produrre qualcosa che sia trasparente alla radiazione elettromagnetica in un intervallo di lunghezze d’onda ben più esteso rispetto a quello della luce visibile)… basta sintetizzare solidi che non contengano metalli di transizione e non contengano difetti, superfici interne riflettenti, o microparticelle in sospensione che diffondano la luce producendo opacità.