Glass万華鏡
水族館でマンボウを眺めながら、お昼休みにカプチーノを飲みながら、ふとガラスの不思議にハッとすることはないでしょうか？ガラスの特性を生かした利用法が当たり前になりすぎて、疑問が解けないことはありませんか？そんな素朴な疑問にNTRメンバーがお答えします。
第1回 ガラスはなぜ透明なのでしょうか？
結論から言えば、日頃、我々が目にする酸化物ガラスは、人間の目でとらえることのできる可視光線の波長域（380〜780nm）において、光の吸収や反射がほとんど無いからです。 可視光線を全部透過するガラスや物質は無色透明に見えるし、全部吸収する物質は黒く見えます。多くの酸化物ガラスは、この透過の条件を満たしているので、無色透明に見えるというわけです。
例えば、窓ガラスとして用いられているソーダ石灰ガラスは、人間の目ではとらえる ことの出来ない紫外線域と赤外線域に光の吸収端を有しています。光が吸収されると云うことは、ガラスと光との間に何らかの相互作用が生じ、それに見合った光のエネルギーがガラスに吸収されることを意味します。比較的エネルギーの大きな紫外線域の光吸収は伝導帯への電子の励起に、小さな赤外線域の光吸収は格子振動に、主に費やされます。
今度は、金属について考えてみましょう。金属結合の特徴は、金属を構成している各原子が、一部分の電子を自由電子として提供しあい、ちょうど、自由電子の海に正イオンがある原子間隔（格子定数）で浮かぶ形で安定を保っています。自由電子というのはわずかの電圧で簡単に移動できます。この金属の表面に光（エネルギー）があたると、自由電子はその力を受けて素早く移動し、電子に力が作用しなくなるような配列を形成します。この電子の配列によって、ほとんどの光は金属内部へ入れず、ほぼ完全に反射します。そして、皆々似たようなピカピカ光った金属色を呈するのです。
ただし、自由電子の動きうる最高の速さ以上の振動数をもった光（X線などの電磁波）が金属に入射されれば話は別になります。振動の激しい電磁波のX線は、金属を透過します。紫外線や可視光線などの振動数の小さい光は金属表面で完全に反射されますが、X線は透過できるのです。
※NTR News第19号 (2002年8月1日発行) に掲載