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ステンレス加工の備忘録:金属って分かるのは金属っぽいからでしょ~金属光沢について

金属にはいくつかの特徴がありますが、それらの多くは金属の中にある多くの「自由電子」によるものだそうです。電子やら原子核やらが登場すると「もーええわっ!」という気分ですが、どうも避けて通れんようです。


● 自由電子

下図↓はいつもの勝手なイメージ。社長が金属原子会社の核とすると、社長に信頼を寄せる取巻く社員たちはガッチリ一体化しています。まるで日章アステックの図式です。ところが、社長から距離の遠い社員にはフラフラしている連中「自由電子」がいます。

金属原子の自由電子たち

金属には、こういう核の縛りが弱い自由電子がたくさんいて金属原子間を流動しているようです。熱を加えられると激しく動いて熱を伝えるし、電圧がかかると一斉に動いて電気の良導体になるというわけです。個々の原子を超えた超党派の活動ですね。

金属の性質_電気と熱の良導性


● 鏡

金属光沢なんて難しく言うけど、ぶっちゃけ鏡のように反射してるだけでしょ。」「そうそう、洗面台や姿見などの鏡はガラスの裏にスズが塗布され金属光沢を応用してますね。」「へぇーっ、そうなんだぁー」「卑弥呼の時代は銅をピッカピカに磨いて鏡にしてましたね(銅鏡)」 (何故かここだけ会話調)

邪馬台国の銅鏡と女王卑弥呼


● 金属光沢と自由電子

金属光沢もこの自由電子のおかげ?です。金属の表面に光が当たると以下のようなことが起きています。

金属光沢_サニタリパイプの表面反射

(1)金属表面にあたった光のエネルギーは自由電子を加速させる(光のエネルギーは全て消費される)

(2)自由電子が活発に動くので電流が発生する。

(3)電流が流れれば磁界が発生するため電磁波が生じる。

(4)その電磁波(光)は入射した光と同じ振動数をもつ。

金属光沢の原理 自由電子の励起


つまり金属に当たった光のエネルギーは自由電子が消費するけど、そのエネルギーで「コピーされた」電磁波(光)を発生するので「全反射」しているように見えるというわけです。普通に見かける金属や鏡の話ですが・・・自由電子がコピーした光を見ていたとは・・・知らなんだ。

科学する家族_リケジョの育成_金属業界の発展

昭和の名作、赤塚不二夫氏原作の「ひみつのアッコちゃん」は、この金属光沢の秘密とパワーをもとに書かれたに違いありません!アッコちゃんを読み解けば、もしかしたら次世代の金属業界を背負って立つ人材が育つかもしれませんね。 (自分でも戸惑う唐突な結び)

: 2021/06/23

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