Hoofdbanner

Licht is en blijft een merkwaardig fenomeen. In de 17e eeuw was er de felle discussie tussen Newton en Huygens of licht uit deeltjes bestond of uit golven. Achteraf bleken beiden gelijk en ongelijk te hebben. Licht gedraagt zich soms als deeltjes en soms als golven. Waarbij de waarnemer het gedrag van licht bepaalt! Dat wil zeggen, detecteert de waarnemer het licht als deeltjes, dan gedraagt het zich als deeltjes. Detecteert hij het als golf, dan gedraagt het zich als golf. Heel apart natuurlijk.
Kun je licht vangen? Ja, dat kan, Een diamant doet dat gedeeltelijk. Ingekomen lichtstralen worden tijdelijk binnen het kristal gehouden. Pas na vele botsingen binnen het kristal treedt het weer naar buiten, op bepaalde plekken. Deze plekken zijn herkenbaar als een fonkeling.
Hoe ontstaat dat precies?
Een opvallende eigenschap van diamant is de grote brekingsindex. Dit is de verhouding van de sinus van de hoek van inval en de sinus van de hoek van breking. Deze is bij diamant maar liefst 2,4. Dat betekent dat licht bij de overgang van lucht naar diamant ongewoon sterk gebroken wordt. Water en glas hebben een brekingsindex van ongeveer 1,3.   

         
                              Breking lucht bij glas

                           Breking licht bij glas

Wanneer licht andersom van een stof (glas, water of bijvoorbeeld diamant) naar lucht gaat, wordt het licht vanaf een bepaalde invalshoek niet meer gebroken, maar volledig teruggekaatst, als bij een spiegel. Deze bepaalde invalshoek wordt de grenshoek genoemd.

  Grenshoek
             Licht bij overgang van glas naar lucht

Zie het plaatje hierboven. Boven is glas, onder is lucht. Als de hoek van inval precies de grenshoek is, is de hoek van breking 90 graden. De lichtstraal zal langs het scheidingsvlak van glas en lucht verder gaan. Als de hoek van inval groter dan de grenshoek is, zal de lichtstraal de lucht niet meer bereiken, maar daarentegen volledig teruggekaatst worden. Zie het rechter plaatje. Het scheidingsoppervlak werkt dan als een spiegel.
Voor water en glas is deze grenshoek ongeveer 48 graden, voor diamant zo'n 25 graden. Dat betekent dat als de hoek van inval groter is dan 25 graden, het licht binnen het diamantkristal blijft. Dat is al heel gauw. De meeste invallende lichtstralen zullen het diamant dus niet verlaten. Ze worden steeds weer teruggekaatst door het scheidingsvlak van diamant met lucht.

   Plaatje hiernaast: een lichtstraal die binnen de diamant vele keren wordt weerkaatst.Lichtstraal in diamant


Hetzelfde gebeurt in glasvezel. Een lichtsignaal (dat informatie bevat) wordt hier binnen de glasvezelkabel steeds aan de buitenrand teruggekaatst, met als gevolg transport zonder lichtverlies en dus zonder informatieverlies. En dat met lichtsnelheid, zo'n 300.000 km/s.

   glasvezel

                  Lichtstraal binnen glasvezel

Eenzelfde weerkaatsing vindt dus honderden keren plaats binnen de diamant. Daarom wordt een diamant ook geslepen. Om de vlakken nog meer weerkaatsing op te laten leveren. Op bepaalde plekken, daar waar de hoek van inval kleiner is dan 25 graden, treedt het licht als het ware in één klap naar buiten. Dat geeft de fonkeling. Het is een bundeling van in eerste instantie gevangen licht dat op één punt explosief naar buiten breekt. Bevrijd licht, zou je het kunnen noemen. Dat treft ons aangenaam in de ogen.
    

kleurloze diamant
                    Fonkelende diamant