自然科学，地球引力，雷电发明者，水晶，钻石的物理性质

1、地球引力是自然存在的，自然界中任何两个物体之间都有引力的存在，可以参考高一物理课本。

2、雷电是天空中的云层对地面物体的放电过程，属自然现象，没有谁发明。

3、水晶，是一种无色透明的大型石英结晶体矿物。它的主要化学成份是二氧化硅。化学式为SiO2。水晶呈无色、紫色、**、绿色及烟色等。玻璃光泽。透明至半透明。硬度7。性脆。无解理。水晶密度：256－266克/立方厘米。水晶折射率：1544－1553，几乎不超出此范围。水晶色散：0013。水晶熔点为1713℃。

4、钻石是指经过琢磨的金刚石，金刚石是一种天然矿物，是钻石的原石。简单地讲，钻石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体。天然矿物中的最高硬度。其脆性也相当高，用力碰撞仍会碎裂。 钻石的化学成分是碳，这在宝石中是唯一由单一元素组成的，属等轴晶系。晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形。纯净的钻石无色透明，由于微量元素的混入而呈现不同颜色。强金刚光泽。折光率2417，色散中等，为0044。均质体。热导率为035卡/厘米秒度。用热导仪测试，反应最为灵敏。硬度为10，是目前已知最硬的矿物，绝对硬度是石英的1000倍，刚玉的150倍，怕重击，重击后会顺其解理破碎。一组解理完全。密度352克/立方厘米。钻石具有发光性，日光照射后 ，夜晚能发出淡青色磷光。X射线照射，发出天蓝色荧光。钻石的化学性质很稳定，在常温下不容易溶于酸和碱，酸碱不会对其产生作用。

不会！钻石会被铁锤砸碎。钻石除了看起来非常漂亮之外，还有一个更重要的特征，那就是它的硬度。迄今为止，钻石仍然是地球上发现的最坚硬的天然物质。因此，钻石不仅可以作为珠宝收藏，还可以广泛应用于各行各业，具有较高的实用价值。在高温高压的地球上，碳元素形成一种特殊的晶体，晶体中的每个碳原子与附近的4个碳原子形成共价键。这种晶体称为钻石结构，即抛光前的天然钻石。碳原子有四个外部电子。钻石晶体中所有的外电子都用来形成共价键，所以钻石晶体中没有自由电子。这种结构使金刚石坚硬，不具有导电性能。

这是因为尽管钻石的硬度最高，但它的韧性很低。韧性，也称为脆性，是物体抗裂能力的物理指标。物体的韧性越高，破裂的可能性就越小。应该指出，物体的韧性和硬度是完全不同的概念。当钻石受到强烈冲击时，里面的晶体会沿着一定的结晶方向破裂，从而变成一堆更小的钻石，这就是我们所说的“被砸碎”。

然而，这并不意味着锤子比钻石更坚固。如果你缓慢而坚定地把锤子压在钻石上，不管你用多用力，钻石都不会断裂，锤子也会像我们之前想象的那样被钻石弄凹。

据说一家日本公司曾经做过一个实验，将该公司制造的人造钻石放在钢板上，然后用压路机从上面慢慢压出来。实验的结果是钻石毫发无损，并击败了压路机。可以想象，如果这个实验中的压路机行驶得更快，那么这可能是另一个结果。　

事实上，因为钻石非常坚硬，所以很容易破碎。钻石越大，越容易破碎。

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1、钻石成份：主要是碳c（含量占9995%） 以及其它微量元素。

2、钻石物理性质：

（1）钻石硬度：H=10， 自然界最坚硬的物质，是九级红蓝宝硬度的150倍。 （2）钻石颜色：以无色白色为主还有黄、棕、粉、蓝、绿、红、褐、黑等彩色钻石，非常珍贵罕见。 （3）钻石色散：色散高（0044），加工打磨后出火反射出五颜六色光芒。 （4）钻石光泽透明度：金刚光泽、透明到不透明。 （5）钻石热导性：自然界中高热导率，热导仪可鉴定。

3、钻石鉴定方法：

（1）钻石光泽：特有的金刚光泽。 （2）钻石密度：595g/cm3 主要是裸钻鉴定，用手掂重，比同等大小其他宝石重。 （3）钻石火彩：切工完美的钻石火彩有跳动感五光十色，亮但比较柔和，仿钻如合成立方氧化锆等也有火彩但是比较呆板单调。 （4）钻石亲油疏水性：用油笔可在钻石表面画出一条线而用水笔画出的线断断续续，一般手摸后可留下很清楚的手印。 （5）钻石棱线：天然钻石硬度大刻面之间的棱线平直而锐利，仿制品棱线成圆滑状有磕碰痕迹。

4、钻石产地：

澳大利亚、安哥拉、扎伊尔、南非、博茨瓦纳、纳米比亚、俄罗斯、加拿大、印度、中国。

澳大利亚产量最大、中国产地有山东、辽宁、湖南等。

5、钻石4c评价：

（1）钻石颜色(color)

D 100 极白 E 99 极白 F 98 优白 G 97 优白 H 96 白 I 95 微黄白 J 94 微黄白（褐灰） K 93 浅黄白 L 92 浅黄白 M 91 浅黄 N 90 浅黄

（2）钻石净度(clarity)

钻石的所有缺陷称为瑕疵，可分为内部瑕疵和外部瑕疵，在销售过程中瑕疵要称为内含物或包体。 A、内部瑕疵：结晶包体、云状物、点群状包体、羽状纹、内部生长纹、裂理、内部原始晶面、空洞、缺口、击痕、激光孔、须状腰。 B、外部瑕疵：原始晶面、外部生长纹、刮伤、抛光纹、烧痕、额外刻面、棱线磨损。C、分级 a) 完全无暇级（FL）：在10倍镜放大条件下，钻石内外部均无瑕疵。 b) 内部无瑕级（LC）：10倍放大条件下钻石内部无瑕，外部可有轻微瑕疵。 c) 极微瑕级（VVS）：钻石具极其微小瑕疵10倍镜下几乎观察不到，细小的点状包体、云状包体、生长纹，分为VVS1和VVS2。 d) 微瑕级（VS）：具有较小瑕疵，10倍镜下较难观察到，分为VS1和VS2微瑕级以上为肉眼不可见级。 e) 瑕疵级（SI）:钻石具有小瑕疵，10倍镜下很容易发现，分为SI1和SI2， 肉眼较难发现。 f)瑕级（I）:10倍镜下一目了然肉眼可见分为I1不影响亮度、I2影响亮度、I3影响亮度和透明度。

(3)钻石切工（cut）

a）钻石标准切工可以使钻石璀璨夺目，反之切割比例不当，会极大的影响钻石的亮度和火彩使钻石黯淡无色，标准圆钻切割57到58个刻面。b）钻石切割形状圆形、椭圆形、橄榄形、水滴形、心形、公主形、祖母绿形。 c）钻石四大切割中心：比利时/安特卫普、美国/纽约、以色列/特拉维夫、印度/孟买。 d）钻石评价标准：比例合适太薄出现鱼眼效应、太厚出现黑底。

(4)钻石克拉重（carat）

1克=5克拉 1克拉=02克 1克拉=100分

钻石的价格和重量的比例是成平方增长。

虽然钻石的硬度最高，但可以有解理，即可沿钻石的某些品面裂开。钻石在4个晶体方向上可以有完全解理，其解理面非常平整。钻石加工工艺师常常利用钻石的解理性质将钻石晶体的多余部分敲掉，以节省研磨时间。而且被敲掉的多余部分还可能研磨成小钻石。

尽管碳元素的原子质量较低，由于钻石晶体致密，其密度较高，为352g/cm3。在所有的贵重宝石中，只有钻石是由单一元素构成的，而且包裹体很少，密度的变化范围极小。用一般的宝石学比重仪来测量钻石的相对密度时，所有宝石级钻石的相对密度都是352，一般钻石的相对密度变化范围小于宝石比重仪的误差范围。比重法是鉴定钻石的有效手段，但过程比较繁杂而很少被使用。

钻石的折射率很高，达242。折射率越高，产生全反射的入射角越小，使有可能将入射到钻石内的光经台面完全反射出来。如果一颗刻面钻石的切工比例符合理想切工比例，由台面入射光的绝大部分可以再由台面反射出来，使得刻面钻石总是闪闪发光，夺目诱人。另外折射率越高表面反射强度也越高，钻石的台面也总是很亮，增加了刻面钻石的诱人程度。即使黑色钻石没有任何内反射光自台面出射，台面的表面反射也会使其闪闪发光，尤其是在钻石的黑色背景下表面反射使黑色钻石格外闪耀。钻石的折射率超出一般宝石学折射仪的测量范围，因此，钻石不可能用宝石学折射仪测试折射率加以鉴定。

钻石的色散率中等，为0044。当光垂直刻面钻石的台面射入钻石时，所反射光的色散并不明显，所以观察到的光都是白光闪闪，没有色散所产生的光谱颜色。当光以较大的入射角进入无色刻面钻石时，由台面出射的反射光可能会出现明显的色散，所观察到的光呈现光谱色，即出现所谓的“火彩”。当远离钻石观察时，容易看到“火彩”，这是因为对于相同的色散角，距离越远色散越大，即距离越远色散越明显。

纯净钻石晶体中不含任何杂质，而且晶体的结构也没有任何缺陷。纯净钻石对可见光完全透过，除表面反射外几乎无吸收，这就是纯净钻石呈现无色的原因。彩色钻石的颜色是由钻石晶体中的杂质或晶体缺陷所造成的，详细原因将在下一章介绍。

纯净钻石是电的绝缘体。在钻石晶体中，碳原子外层的4个电子与周围的4个碳原子的电子组成共价键，在钻石晶体中没有自由电子，因而纯净钻石是电的绝缘体。石墨的导电性质与钻石恰恰相反，是电的导体，这是因为在石墨晶体中碳原子外层的4个电子中只有3个电子与周围碳原子的电子结合，另外一个自由电子能够导电。

钻石是最好的热导体。热在晶体中的传导是通过振动实现的。由于碳原子之间的共价键结合紧密，原子与原子之间的可伸缩范围极小，钻石晶体是刚性最好的材料，因此，在钻石一侧由热引起的热振动会以最快的速度传导到另一侧，所以钻石是热传导率非常高的材料。在室温下，钻石的热传导率大约是铜的5倍。当钻石晶体含有杂质时，热传导率明显下降，不含杂质钻石的热传导率是含氮杂质钻石的1倍以上。典型的不含杂质钻石的热传导率大约为2100 W/(m·K），典型的含氮杂质钻石的热传导率大约只有800 W/(m·K），原因是钻石中的氮元素杂质改变了钻石的晶体结构，造成了热振动传导速度的减缓。

过去利用钻石热导仪可以准确地鉴定钻石。近年来合成莫桑石（Moissanite）问世——由于合成莫桑石的热导率接近钻石的热导率——使得钻石热导仪的使用受到限制。鉴定钻石与莫桑石的有效方法是利用它们之间不同的光学特征：钻石为均质体，无双折射现象，而莫桑石为双折射晶体，且双折射现象很明显，在显微镜下即可以观察到棱角的重影。

钻石晶体中的每一碳原子都有8个共价电子，从而每一碳原子都形成一稳定的原子结构，相当于一个惰性原子。这一稳定的原子结构不仅使钻石具有最高的硬度，也使其成为化学惰性物质。在常温下，钻石不与任何物质发生化学反应。

　　钻石是指经过琢磨的金刚石，金刚石是一种天然矿物，是钻石的原石。简单地讲，钻石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体。是爱情和忠贞的象征。

　　钻石在天然矿物中的硬度最高，

　　钻石 (18张)

　　其脆性也相当高，用力碰撞仍会碎裂。源于古希腊语Adamant，意思是坚硬不可侵犯的物质，是公认的宝石之王。钻石的。也就是说，钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体。

　　卡，或译克拉、克拉（Carat），是钻石的质量单位。一卡相等于200毫克，相传早期钻石商人称量钻石所用的砝码为稻子豆树（carob）果实，一粒这样的果实大约就重200毫克。因为钻石的密度基本上相同，因此越重的钻石体积越大。越大的钻石越稀有，每卡的价值亦越高。

　　据美国物理学家组织网报道，澳大利亚麦考瑞大学的研究人员发现，地球上最坚硬的天然物质钻石并非人们想象的那样“恒久远”。在强光照射下，钻石也会蒸发。研究发现刊登在美国《光学材料快报》杂志上。

　　麦考瑞大学光子学研究中心副教授理查德-米德伦和同事经研究发现，钻石暴露在光照条件下会蒸发。米德伦说：“一些物质都有光照导致的蒸发现象， 观察到钻石也有这种现象还是第一次。”当暴露在强紫外-C线(臭氧层过滤后的强紫外线)条件下，钻石表面的小凹坑会在短短几秒钟内消失。钻石质量损失的速度随着光线强度的降低快速降低，但蚀刻过程仍然继续，只是速度越来越慢。

　　米德伦指出，钻石蒸发消失速度极慢，正常情况下无法被观察到。事实上，即使暴露在强紫外线条件下，例如强烈阳光照射或者放在紫外日光浴灯下，需要大约100亿年之后，钻石质量损失才能达到可观察的程度。这一研究发现不仅提供了有关钻石长期稳定性的线索，同时也有助于未来的研究。

　　米德伦说：“这是一项非常实用的发现，我们正在研究如何利用这一发现。如果我们能够在钻石上打造一些结构，将光线控制在钻石上一个非常狭小的丝状区域，这将是制造个头更小，效率更高的光学装置的第一步，可用于量子计算和高能激光。这一发现可能帮助我们在其他行星表面搜寻到钻石踪迹。

1矿物名称为「金刚石」,英文为Diamond,源于古希腊语Adamant,意思是坚硬不可侵犯的物质,是公认的宝石之王钻石的化学成份有9998%的碳也就是说,钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体　2钻石的摩氏硬度：10,是天