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| Diamantes talla brillante http://es.wikipedia.org/wiki/Diamante |
El diamante es una gema formada únicamente por carbono, aunque se han encontrado hasta 50 elementos químicos distintos, en cantidades muy pequeñas, entre los cuales el Nitrógeno y el Boro son los más abundantes y permiten su clasificación.
La composición del diamante es la misma que la del grafito que forma la mima de los lapiceros. Lo que diferencia estos dos materiales, de propiedades tan diferentes, es la manera en que están organizados sus átomos, es decir, en su estructura.
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| Estructura de los átomos de Carbono en un diamante |
Los átomos del diamante se presentan en una disposición tetraédrica, formando redes tridimensionales. Los enlaces entre los carbonos son tan fuertes que hacen de ésta la sustancia más dura que se conoce.
DUREZA
En efecto, el diamante es el material más duro que existe, es capaz de rayar a cualquier material y tan solo un diamante puede rayar a otro diamante.
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| Tornillo de banco |
Si se coloca entre las mandíbulas de acero de un tornillo de banco y poco a poco se van cerrando, el diamante penetra en el metal sin sufrir ningún daño.
El hombre ha valorado la dureza de esta gema desde la antigüedad. Reflejo de ello es el término "diamante", que deriva del vocablo griego “adamas” que significa invencible o indomable.
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| Diamantes en bruto |
Los diamantes se formaron por enfriamiento del magma en el interior de la Tierra a profundidades comprendidas entre 120 y 200 Km, y a grandes presiones.
En esas condiciones, el enfriamiento del magma es tan lento que permite que se formen cristales casi perfectos.
Por otra parte, la antigüedad de los diamantes puede resultar sorprendente, se han llegado a datar diamantes sudafricanos de 3000 millones de años de antigüedad!!.
CRISTALIZACIÓN DEL DIAMANTE
El diamante cristaliza en el sistema Regular o Cúbico. Se presenta en la Naturaleza con diferentes formas, alguna de los cuales se muestran en la siguiente tabla:
| Formas cristalinas en que se pueden presentar los diamantes | |||
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Cubo
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Rombododecaedro
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Octaedro
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Cubo piramidado
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Cubo piramidado
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Combinación de octaedro
y cubo piramidado
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Triaquis-octaedro
trapezoidal |
Combinación de
rombododecaedro y
triaquis-octaedro |
VARIEDADES Y APLICACIONES
El diamante se utiliza preferentemente en la industria, que aprovecha su enorme dureza. La Naturaleza ofrece diferentes variedades como:
- Boart o bort: Diamantes muy pequeños cementados por una sustancia verde.
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| Diamante Hope, es el mayor diamante conocido de color azul http://es.wikipedia.org/ wikiColor_en_los_diamantes |
- Diamantes carbonados: Variedad criptocristalina que sólo se encuentra en Brasil.
- Diamantes incoloros: Los más abundantes, aunque suelen presentar ciertas tonalidades amarillentas o pardas, que reducen su valor.
- Diamantes Fancy o fantasía: muy escasos y de colores variados (amarillo, marrón, negro, verde, azul, violeta, rosa, ...)
PROPIEDADES ÓPTICAS DEL DIAMANTE
El diamante ha sido conocido y utilizado por el hombre desde la antigüedad, pero al principio, no se valoraba su belleza, sino su dureza. Según se fueron perfeccionando las técnicas de tallado, se pudieron poner de manifiesto las propiedades ópticas de la gema, haciendo de ella una de las más valoradas y deseadas.
Se dice que un buen diamante tallado posee "Agua", "Vida" y "Fuego":
- El "Agua" hace referencia a su transparencia.
- La "Vida" al brillo.
- El "Fuego" al efecto óptico conocido como dispersión de la luz. El diamante descompone la luz en sus colores del espectro, a modo de numerosos arco-iris cuando entra por las aristas de sus facetas.
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Corona (parte superior de la talla) y culata (parte inferior de la talla), de una talla brillante |
TALLA BRILLANTE
Brillante es el nombre de una talla creada para el diamante, que permite incrementar su brillo, es decir, la "Vida" dela gema.
Aunque, no todos los diamantes se tallan como brillante, es frecuente hacerlo así y quizá sea esta la razón por la que se utilizan y confunden ambos términos.
La talla brillante también se aplica a otros materiales, muchos de ellos son sus imitadores: circonita, moissanita, fabulita, ...
La talla brillante fue creada por Marcell Tolkowsky en 1910, para explotar el potencial óptico del diamante.
Se trata de una talla en facetas, de contorno circular, con tres partes diferenciadas: Corona o parte superior, Culata o Pabellón, que es la parte inferior y Filetín o Cintura, que es la zona intermedia.
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| Proporciones de la talla brillante |
- La corona de un brillante tiene una altura del 14,4% respecto al diámetro del filetín. Está compuesta por 33 facetas, entre las que se encuentra la "Tabla", de contorno octogonal, que es la faceta más grande con un tamaño del 56% del diámetro. La tabla es como una gran ventana que permite asomarse al interior de la gema.
- La culata tiene una profundidad del 43,2% del diámetro de la gema, con 24 facetas si la talla acaba en punta, lo que se denomina talla cerrada. A veces, el brillante presenta una faceta más en el pabellón, una pequeña faceta octogonal paralela a la tabla, denominada "Culet", que se corresponde con una talla abierta.
Hay diferentes estilos en la talla brillante, cuyas proporciones varían ligeramente respecto a las propuestas por Tolkowsky, pero que manteniene las propiedades que realzan el brillo de la gema: Estilo europeo o Tillander y estilo alemán o Eppler.
REFLEXIÓN, REFRACCIÓN Y REFLEXIÓN TOTAL
¿Qué tiene de especial esta talla brillante?, ¿por qué se dice que es una talla a la medida del diamante?.
La respuesta está en una propiedad óptica que explota esta talla: El fenómeno de la reflexión total.
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| Reflexión de la luz sobre la tabla de un brillante |
Cuando un rayo de luz llega a una superficie, supongamos que a la tabla de un brillante, una parte se refleja, es decir, cambia de dirección sin penetrar en el material. El ángulo con el que incide el rayo, (i) es el mismo que el ángulo con el que se refleja (r). La Reflexión es un fenómeno similar al de una pelota rebotando contra la pared.
Al mismo tiempo que una parte de la luz se refleja, otra parte atraviesa el material y se desvía, a este nuevo fenómeno se le denomina refracción. La Refracción es el fenómeno por el que vemos torcido un palo dentro de un vaso de agua.
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| Refracción de la luz |
La luz no viaja a la misma velocidad en todos los medios. El máximo valor lo alcanza en el vacío, donde se mueve a unos 300.000 kilómetros por segundo.
El índice de refracción del diamante es 2,417. Esto quiere decir que la luz viaja por su interior a aproximadamente a 124.120 km/s, ¡¡¡algo menos que la mitad de la velocidad de la luz en el vacío!!!!
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| Refracción de la luz que atraviesa la gema desde un medio más rápido, el aire, a otro más lento, la gema |
En este caso, al pasar la luz del aire, donde viaja más rápido, a la gema, donde viaja más despacio, el ángulo de refracción (rr) es menor que el de incidencia (i). El rayo refractado se acerca a la normal (N).
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| Refracción de la luz cuando pasa de un medio más lento, la gema, a otro más rápido, el aire |
En este otro caso, la luz va a salir de la gema, es decir, va a pasar de un medio más lento a otro más rápido, por lo que al desviarse el ángulo de incidencia (i) es menor que el ángulo de refracción (r), el rayo se aleja de la normal (N).
¿Qué ocurrirá cuando el ángulo de incidencia (i) sea aún mayor?, ¿qué valores podrá tomar el ángulo de refracción (r)?.
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| Ángulo límite: Ángulo de incidencia para el que el ángulo de refracción es 90º |
Como vemos en la figura, cuanto mayor es el ángulo de incidencia (i), mayor es el ángulo de refracción (r). Hay un valor de (i) para el que (r) vale 90º. A ese ángulo de incidencia se le denomina Ángulo límite, y es característico de cada material.
A todo rayo que incide con un ángulo superior al límite le corresponde un ángulo de refracción superior a 0º. El rayo no sale de la gema, no se refracta, se refleja, produciéndose el fenómeno de la Reflexión total.
BRILLANTES Y DIAMANTES
La talla brillante está calculada para que la luz que entra por la corona de un diamante llegue a las facetas de la culata con un valor superior al ángulo límite, de modo que no pueda escapar, sino que se refleja en la faceta de enfrente, a la que también llega con un ángulo superior al límite y nuevamente no puede escapar y vuelve a reflejarse en el interior del diamante para salir por la corona por donde entró.
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| Efecto de la luz con la talla brillante |
En un diamante tallado como brillante, las facetas del pabellón se comportan como si fueran espejos, la gema devuelve al observador todo la luz que recibe por la corona aumentando su "Vida".
Si se talla cualquier otro material con las proporciones de un brillante, no se produce este fenómeno (salvo que su índice de refracción sea similar o superior al del diamante)
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| Cables de fibra óptica |
Se sabe que la luz viaja en línea recta y que tan sólo se curva en las proximidades de un agujero negro, pero entonces, ¿cómo es que un cable de fibra óptica puede conducir la luz aunque tenga una forma curva?.
La fibra óptica conduce la luz gracias al fenómeno de la reflexión total.
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| Núcleo y revestimiento de un cable de fibra óptica |
Está formada por un núcleo, de cierto índice de refracción y por un revestimiento, de menor índice de refracción que el del núcleo. Cuando la luz viaja por el interior del núcleo y llega a la pared de revestimiento, lo hace con un ángulo superior al límite y no puede salir y se refleja. Este fenómeno se sigue produciendo a lo largo de todo el cable, permitiendo que la luz "recorra una trayectoria curva" .
