Solución:
El diamante es uno de los materiales más duros. Sabemos que es un alótropo del carbono. Un diamante (de naturaleza cristalina) tiene una disposición tridimensional de átomos de carbono unidos entre sí por fuertes enlaces covalentes. Lo que ha mostrado es un diamante redondo de talla brillante.
En realidad, el secreto que resuena dentro de un diamante es la refracción, la reflexión interna total (que no debe confundirse con la reflexión ordinaria) y la dispersión. El índice de refracción del diamante es bastante alto (2.417) y también es dispersivo (el coeficiente es 0.044). Debido a este hecho, el diamante es una aplicación importante en óptica.
Considere un diamante de corte ideal. Explico de acuerdo con la figura a continuación. Cuando la luz incide en un ángulo de $ 1 $, se refracta hacia adentro y viaja a través de la celosía. En la superficie que separa los medios de aire y diamante, el ángulo de incidencia $ 2 $ está muy por encima del ángulo crítico ($ c_a $) y simultáneamente ($ 3 $ y $ 4 $) la reflexión tiene lugar en diferentes superficies del diamante. Finalmente, la luz se refracta.
El primero muestra el mecanismo de reflexión dispersiva interna. La segunda figura muestra los reflejos dentro de los diamantes de talla ideal, profunda y superficial.
Nota: Para que tenga lugar la reflexión interna total, la luz debe viajar desde un medio ópticamente más denso a un medio relativamente más raro. Además, el ángulo de incidencia debe estar muy por encima del ángulo crítico.
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El fenómeno que estás buscando se llama reflexión interna total. También puede echar un vistazo a este enlace para obtener más información.
Para hacer una comparación con el vidrio: en el vidrio (en su mayor parte) cuando incide luz sobre él, se refracta en una superficie y se refracta nuevamente en la otra superficie y abandona el material. Esto no siempre sucede, hay una reflexión interna total, pero el ‘ángulo crítico’ para el vidrio es realmente alto, por lo que generalmente no lo ve.
Pero el diamante, por otro lado, tiene un índice de refracción realmente alto ($ approx 2.4 $) y por eso el ángulo crítico para que ocurra la reflexión interna total es mucho más pequeño. Por lo tanto, un mayor porcentaje de la luz incidente se refleja internamente varias veces antes de que emerja del diamante, lo que hace que el diamante se vea realmente brillante.
Editar: Como también mencionó @JohnRennie, también es la forma lo que importa para el brillo. El diamante sin cortar no se ve tan brillante ya que los ángulos de incidencia no están hechos para estar más allá del ángulo crítico.
El diamante tiene un índice de refracción muy alto (aproximadamente 2,42 en comparación con aproximadamente 1,5 para el vidrio). La cantidad de luz reflejada en un aire / cualquier interfaz está relacionada con el cambio del índice de refracción en la interfaz y, en general, cuanto mayor es el cambio del índice de refracción, más luz se refleja. Entonces, si compara un diamante con un trozo de vidrio cortado con la misma forma, el diamante reflejará más luz y, por lo tanto, brillará más.
El brillo no es solo el alto índice de refracción, la forma también importa. Los diamantes se cortan para que un rayo de luz que cae sobre el diamante se refleje varias veces dentro del diamante y, por lo tanto, envíe luz en todas las direcciones.