宝石はなんで光るの？

石の王様ダイヤモンドに、情熱的なルビー。深い青のサファイア……見れば見るほどため息が出ちゃう。
宝石って、ずっと眺めていても飽きないですよね。石と言っても、道端に落ちてる石とは大違い。

では普通の石とどこが違うのでしょうか？

その大きな違いは、ズバリ輝き！

そして輝きのひみつは……。

輝きのひみつは屈折率

宝石には、真珠やオニキスのような「光を通さないけれど、光沢などが美しい」ものもありますが、多くは「光を内部に通し、反射して輝く」もしくは「色合いが個性的で美しい」というのが特徴ですね。他には、硬い・丈夫で変化しにくい・長い間価値が変わらない、という特徴もありますが、やはり宝石の最大の魅力は、輝き。

宝石が輝くのは、「屈折率」が関係しています。

屈折率とは、光が物体の仲を通るときの、速度のおそさを表したもの。

例えば水中に光が射し込むと、光は空気中よりゆっくり進みます。

その道すじが折れ曲がる現象が「屈折」。このときに、光を屈折させる強さを「屈折率」といいます。

物質に対して光が斜めに差し込んだとき、2つの物質の屈折率の差が大きければ大きいほど、より大きく光も曲がるのです。

例えば空気は1.0なのに対し、水の屈折率は約1.3。ガラス1.4～2.1、水晶1.54～1.55。エメラルド1.57～1.58、サファイア1.76～1.77。

1.4～1.7前後の屈折率が多い宝石の中、ダイヤモンドの屈折率はなんと、2.4！流石です。
圧倒的な屈折率！

これはダイヤモンドに周囲から光がさし込むと、他の石よりも大きく光が曲がっているということなんです。

種類	屈折率
空気	1.0
水	1.3
ガラス	1.4～2.1
水晶	1.54～1.55
エメラルド	1.57～1.58
サファイア	1.76～1.77
ダイヤモンド	2.4

もうひとつのひみつ「光の分散」

光が屈折する角度は、実は色ごとに差があります。

曲がり方は、青い光は大きく、赤い光は小さな角度。

そういった光が色の成分に分かれて見えるのが「分散」という現象です。それぞれの色の光が分散する大きさは、物質によって様々ですが、宝石と呼ばれるものの多くはこの分散が大きいため。

この「分散度」が特に高い石が「スフェーン」。屈折率は1.9～2.0と、ダイアモンドには適いません。しかし分散度は0.04のダイアモンドに対し、スフェーンは0.055。大した違いじゃないって？いやいや、この差がすごいんです。光の分散が強いスフェーンは虹の輝き（ファイアとも呼びます）が激しいと言われています。