なぜ金は金色？化学と物理で解説

科学で読み解くゴールドの色の秘密

金属というと、銀やアルミのように“銀色”のイメージが強いかもしれません。けれど、金（ゴールド）だけは違います。あの独特な黄金色は、なぜ生まれるのでしょうか？

前回の記事では、金が「錆びない理由」についてお話ししました。今回はその続きとして、金の色――その美しさの裏にある科学について、やさしく、でもしっかりと解説していきます。

私たちが知っている多くの金属（銀、鉄、アルミなど）は「銀白色」、つまり光沢のあるグレーっぽい色をしています。これは、金属が光をほぼ均等に反射するからです。光を満遍なく反射すると、色の偏りが出ず「白っぽく」見えるのです。

つまり、銀色こそが「金属っぽい見た目の基本形」。

実際、色がついて見える金属はとても珍しく、金（黄色）や銅（赤っぽい）など、ほんの数種類しかありません。

金は、可視光（人間の目に見える光）のうち、特に青っぽい光をわずかに吸収します。その結果、反射される光の色に「赤や黄色」が多く残り、私たちの目には黄金色に見えるのです。

でも、なぜ青い光だけが吸収されるのでしょうか？

金のように原子番号の大きい元素では、内側の電子が非常に速く動いています。なんと光速の半分以上の速さで回っているとも言われ、その結果、電子の振る舞いに「相対性理論」の影響が出てくるんです。

これを「相対論効果」といいます。

この効果によって、電子の軌道エネルギーにわずかなズレが生じます。その結果、金の電子が吸収する光のエネルギーが、ちょうど青い光の領域に入ってくるんです。だから、金は青っぽい光を吸収し、それ以外の光が反射されて黄色く見える、というわけです。

銀も金とよく似た構造をしていますが、銀ではこの相対論効果が弱いため、青い光は吸収されず、全部の光を反射して“白っぽく”見えます。

金の色には「相対論効果（そうたいろんこうか）」というちょっと不思議な物理現象が関わっています。

金のように原子番号の大きい元素では、内側の電子がとても高速で動いています。
そのスピードは、なんと光速の50%以上にもなることがあり、ここでアインシュタインの「相対性理論」の出番です。

この効果によって：

この微妙な変化が、電子のエネルギー差をちょうど青い光のエネルギーに一致させるのです。
そのため、金は青い光を少し吸収し、残った黄色系の光が反射されて「金色」に見えるというわけです。

金が青い光を吸収して黄色く見える――それだけでも面白いですが、実は私たち人間の目が「その色の差を感じ取れる」こともポイントです。

人間の目が見える光の範囲は「可視光」と呼ばれ、およそ波長380〜780ナノメートルの範囲の光を色として感じるようにできています。

金が吸収する青い光はちょうどこの範囲の中にあり、私たちの目はその変化をちゃんと感じ取れるように進化してきました。

つまり、金の色は、金の物理現象と人間の視覚の仕組みがぴったり合ったときに初めて「見える」ものなのです。

金の色は、ただの“金属光沢”ではありません。

これらがすべて組み合わさったとき、私たちは金を「黄金色」として感じるのです。

つまり、あの美しさは、自然と物理と生物の仕組みがピタッと一致した、ちょっとした奇跡なのかもしれません。

人が金に魅了されるのもこの奇跡のためかもしれません。

金はなぜ「金色」に見えるのか？