一顆鉆石永流傳?

二戰結束以后的美國和歐洲,市場上黃金全部被收回到美國國庫 。 婚禮上沒有些許類似金項鏈、金戒指的貴重物品,總是顯得不夠昂貴和隆重 。 于是乎,壟斷世界鉆石毛衣的珠寶商戴比爾斯看到了商機,以一句“a diamond is forever”作為廣告語,成功的把鉆石推銷給了大眾 。 “a diamond forever”在中國被翻譯成“鉆石恒久遠,一顆永流傳” 。 這句廣告詞像一句魔咒俘獲了萬千少女,如今鉆石已經成為結婚不可分割的一部分 。

鉆石的形成
金剛石的形成需要極為苛刻的物理條件,而可以作為珠寶,俗稱鉆石的金剛石則更為難得 。 研究表明,鉆石的形成溫度在900~1300°C,壓強為4~6Gpa,大約相當于地球120~180km的深度 。 金剛石在地下深處形成之后,通過火山噴發等其他地質活動到達地表 。 這個過程需要很快的速度,一旦速度不夠金剛石在到達地表的過程中可能會轉化成其他碳的同素異形體(比如石墨),甚至在高溫下被氧化為二氧化碳 。
通過一些高壓試驗得到的數據說明,在鉆石形成的過程中,壓強比溫度更為重要 。 如果保持壓強穩定,降低溫度,金剛石仍可處于穩定狀態 。 但是如果溫度穩定降低壓強,金剛石就會逐漸失去透明度,最終會轉化成石墨 。
【一顆鉆石永流傳?】為什么鉆石有閃耀的光芒?
在這里要首先解釋一下什么是透明 。 狹義的說,就是在人眼看來,可見光可以穿過物體 。 眾所周知,光是通過物體的時侯會與物體發生一系列的相互作用,這些相互作用包括反射、吸收以及通過 。 如果說光絕大部分被吸收,人眼看到的物體就是黑色;如果一部分頻率的光被吸收一部分被反射,人眼看到的物體就是被反射的光的顏色;如果絕大多數的光通過物體,只有一小部分被反射,則物體就是透明的 。 鉆石的透明度很高,也就是對光的吸收率很低,從理論上來說,不含雜質、結構上無任何缺陷的鉆石在波長為200~4800nm范圍內無任何吸收作用 。 用在珠寶首飾上的鉆石純度一般較高,在肉眼看來自然是透明的 。 如果天然鉆石在形成時候壓強不夠,則會使金剛石內部產生點、線等微觀缺陷,導致金剛石內部有缺陷的位置與光發生作用,會使鉆石帶有顏色,這就是黃色和褐色的工業金剛石的由來 。 雜質原子可以在微觀上使得鉆石結構產生微小的變化,這也會導致鉆石帶有顏色 。 因電影泰坦尼克號而聞名于世的藍鉆石“海洋之心”,就是因為含有硼原子雜質而顯示藍色 。
如果僅僅是透明,鉆石還不會如此閃耀 。 眾所周知,光在不同的介質中的傳播速率是不同的,這是光在從一種介質到另一種介質的界面傳播方向發生變化——即折射——的原因 。 對于不同頻率的光來說,在不同介質中的傳播速率是不一樣的 。 這使得不同頻率的光有著不同的折射率 。 利用這一特性,通過一定的色散系統,復色光(如白光)可以分散為單色光 。 下圖所示的三棱鏡就是一個色散系統的很好例證 。 白光通過三棱鏡之后,被分解為七色彩光 。

一顆鉆石永流傳?



聰明的珠寶商人利用金剛石的折射特性,對金剛石進行了一系列的加工磨制,使得金剛石變得光彩照人,成了姑娘們戒指上的鉆石 。 首先利用的是金剛石較高的折射率,金剛石的折射率為2.417(589.3nm 鈉光照射檢測得) 。 光從光密介質到光疏介質會發生全反射,通過下圖我們可以看出珠寶商的智慧 。 通過聰明的切割,可以讓入射到鉆石的光線全部反射回來 。 這也是對鉆石的加工要求很高的原因,一旦加工的不好,對鉆石的光澤的影響會非常大 。

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