【ダイヤモンドの科学】美しい輝きの理由は?ダイヤモンドの特性を文系にもわかるように解説

ダイヤモンドの輝きを科学的に解説

まばゆい輝きを放つ『ダイヤモンド

実際のところ、透明な石がどうしてこんなにも美しい輝きを放つのか、不思議に思っている方も多いのではないでしょうか?

同じく透明な物質として、ガラスや水晶など様々なものが存在しますが、ダイヤモンド程の輝きはもたらしません。

では一体何が異なるのか、その科学的な理由を文系の方にもわかりやすいよう解説していきます。

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文系でもわかるダイヤモンドの特性

まず始めに、あらゆる物質の中でダイヤモンドだけが持つ特性について挙げていきます。

たった1つの元素でできている

ダイヤモンドは宝石の中で唯一、単一の元素で構成されています。

他の宝石は様々な元素が混ざったものですが、ダイヤモンドは「炭素(C)」のみでできている非常に純粋な物質です。

自然界で最も硬い

ダイヤモンドは、この世のありとあらゆる天然の物質の中で最も硬度が高いという特徴を持ちます。

硬さを表す基準であるモース硬度において、ダイヤモンドは最高硬度である「10」に認定されています。

なぜそれだけ硬いのか、その理由は非常に多数の原子同士が、規則正しく結合していることによります。例えるならば、ブロックを隙間なく綺麗に積み上げて作ったキューブのような構造です。

ひとつひとつのブロックが縦にも横にも斜めにも強固に結合することで硬さを生み出しています。ダイヤモンドはこの結合が共有結合のみのため、非常に硬くなるのです。

傷はつきにくいが、割れやすい

ダイヤモンドはこの硬さゆえに摩擦やひっかき傷に強く、工業用として研磨や切削の場で多く用いられています。ちなみに、美しくカットしたダイヤモンドの表面を磨く際も、ダイヤモンドを細かくパウダー状にしたもの(ダイヤモンドパウダー)を用います。

一方でダイヤモンドは、割れや欠け(靭性)には弱い性質を持ちます。瞬間的に加わる衝撃に弱く、ハンマーなどで思い切り叩けば砕けてしまいます。

さらに、特定の方向に対して非常に割れやすいという鉱物の特徴である「へき開性」もダイヤモンドは持っています。この特徴はもろさにも繋がりますが、へき開性のおかげでカッティングができダイヤモンドに美しい輝きをもたらします。

硬さともろさが共存する、不思議な物質であることもダイヤモンドの魅力と言えるでしょう。

ダイヤモンドが輝く理由

ダイヤモンドの特性がわかったところで、続いてダイヤモンドが輝く理由を解説します。

硬いからこそ、美しい

ダイヤモンドは硬いゆえに、カットした面は非常に平坦でシャープな状態になります。

そんな平坦でシャープな面はダイヤモンドを輝かせる原料となる「光」を強く反射します。ダイヤモンドの表面が滑らかで平坦であればあるほど、光をたくさん反射させる美しい輝きへと繋がるのです。

ダイヤモンドの表面の反射から生まれるこの輝きは「シンチレーション」と呼ばれ、星のまたたきのようなきらめきが生まれます。

驚きの屈折率の高さ

さらに、ダイヤモンドは他の宝石に比べ、屈折率が高い宝石です。

屈折率とは、物体に光が入射した際に内部で折れ曲がる角度のことです。
水にストローや鉛筆を半分入れた際に折れて見える原理と同じで、ダイヤモンドに入った光も折れ曲がりますが、その角度が非常に大きいということになります。

ほとんどの宝石の屈折率が2に満たない中、ダイヤモンドの屈折率は2.419であり、ガラスや水晶の屈折率の約2倍の高さを誇ります。

このように、ダイヤモンドは屈折率の高さゆえに入った光が鋭く屈折し、ダイヤモンド内部で反射し合った後再び外へと強く跳ね返すことで、美しい輝きを放つのです。

この一連の反射の流れは、「ディスパージョン」という虹色の輝きや、ダイヤモンド特有の「ブリリアンス」という白く明るい輝きをもたらします。

ダイヤモンドのまばゆい輝きはこのように、ダイヤモンド本来の特徴にも大きく関係しているのです。

科学解説で納得のダイヤモンドの輝き

以上、ダイヤモンドの輝きの科学的な理由を、文系の方にもわかりやすく解説しました。
ダイヤモンドの輝きの理由がわかると、さらにダイヤモンドの美しさを実感できますよね。

これだけ特別な宝石であるダイヤモンドは、ダイヤモンド専門のダイヤモンドカッターズブランドで購入するのがおすすめです。

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