同为碳的晶体,为什么钻石是透明的,石墨就不透明?

同为碳的晶体,为什么钻石是透明的,石墨就不透明?,第1张

首先拿玻璃来说,玻璃是我们日常都非常常见的透明物质,但实际上,我们真正接触的玻璃,在平时的应用当中,也就是几毫米的厚度,100毫米的玻璃砖都是很少见的。如果我们把玻璃碾碎成为玻璃渣,我们会发现玻璃就不透明了。其次,我们再来说说水。从超市里面买回来的纯净水和矿泉水都是清亮透明的,我们捧起一捧海水也是如此(有泥沙的除外)。然而我们都知道,在海洋300米以下除了微弱的蓝光,基本上就没有光线了。同样,在大雾天(空气充满了小水滴)能见度很差,我们的视野看不了多远的距离我们小结前面的分析可以看出,一个物体是不是透光,跟它的组成材料,形状、状态和透光的厚度等物理参数有关。那么这里面是不是有什么科学道理呢?是有的,由于光具有波粒二象性,透光的科学原理可以从波动性和粒子性两个角度给出说明。

从波动性的角度来说,透光物质的分子一般都比较小,分子间的间距都比较大。这种情况下,光波可以轻松绕过阻挡它前进的分子,就像湖水中的一个小物体不能阻挡水面波动的传播是一个道理的。从量子力学的角度来说,空隙很大,绝大部分光线可以轻松穿过,没有阻挡。这就像是两个人在操场上相向跑步,他们是很难撞在一起的,因为太开阔了。但如果这两个人是在一个狭窄的胡同里相向而行,那撞上的几率就大。

前面提到的海底过了300米深度就基本上不透光了,这是因为,光在前进的过程中遇到的物质实在是太多了,虽然一点点的绕射能量损失没有什么,但是经过不断的积累,达到一定深度的时候光线基本上都被海水吸收完毕。所以300米下的海水是漆黑一片的。那种透明的薄纸也是这个道理,虽然透明度没有玻璃高,但是一张纸的透明效果还是不错的。如果我们把这种薄纸叠加起来,一张、两张……十张呢?我们就会发现,不透明了。

大雾和碎玻璃不透明又是个什么情况呢?其实这是因为不论是大雾还是碎玻璃,已经不是一整块的物体了在这些碎片之间还有空气这个介质。光线在通过不同介质的时候会发生折射和反射,由于碎片是大量的杂乱无章的,所以光线就会在这些界面上不断地发生折射和反射,光程增加,反射面增加,最后光被碎玻璃或者是小水滴完全吸收,所以它们就不透明了。

      生活中我们大多数见到的都是透明无色的钻石,彩钻不太常见,那彩钻石是怎么形成的呢?彩钻是除透明以外的钻石。世间有颜色的钻石,又称为彩钻,主要成因是无色钻石内的微粒起变化而产生的颜色,不同的变化产生不同的颜色,因此颜色越罕有,价值亦愈高。

      彩钻的颜色,较常见的有金**、棕色、绿色,其它如粉红、红色、蓝色就较为罕有,往往可遇而不可求,如蓝色的霍普钻石,堪称稀世珍宝,价值当然也不菲。 高品质的彩钻也被视为稀世奇珍,澳大利亚是全球粉红钻唯一的固定来源。

彩钻本身开发的数量及其稀少,全球每年仅有50克拉左右。

世界最大的粉钻“阿盖尔粉红禧”便是在阿盖尔钻石矿区发现开采,重达2478克拉,于2010年以4544万瑞士法郎(约合4575万美元)高价拍出,刷新全球单颗钻石拍价纪录。彩钻的开采量极为稀少,每颗彩钻都是世间难求的稀世珍宝。

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