योग्य प्रकारे पैलू पाडलेला हिरा प्रकाशात अत्यंत तेजस्वीपणे चकाकतो, या अद्भुत चकाकीसाठी प्रकाशाची कोणती घटना प्रामुख्याने कारणीभूत ठरते?
EN
A properly faceted diamond sparkles brilliantly in light. Which optical phenomenon is primarily responsible for this brilliance?
योग्य उत्तर पर्याय (३) प्रकाशाचे बहुविध पूर्ण अंतर्गत परावर्तन (Total Internal Reflection - TIR) आहे.
विश्लेषण:
•
हिऱ्याचा वक्रीभवनांक (Refractive Index - $\mu$) अत्यंत उच्च (सुमारे २.४२) असतो, त्यामुळे हिऱ्याचा क्रांतिक कोन (Critical Angle - $i_c$) अत्यंत लहान म्हणजे केवळ २४.४° असतो.
•
कारागीर हिऱ्याला असे विशिष्ट पैलू पाडतात की एकदा प्रकाश किरण हिऱ्यात शिरला की त्याचा आपाती कोन २४.४° पेक्षा जास्त होतो.
•
परिणामी, प्रकाशाचे हिऱ्याच्या अंतर्गत पृष्ठभागांवरून वारंवार पूर्ण अंतर्गत परावर्तन (Multiple TIR) होते आणि प्रकाश विशिष्ट पैलूंमधून बाहेर पडताना हिरा लखलखून चकाकतो.
इतर पर्यायांचे विश्लेषण:
•
पर्याय १: अपवर्तनाने प्रकाश आत शिरतो, परंतु अंतर्गत परावर्तनाशिवाय चकाकी निर्माण होऊ शकत नाही.
•
पर्याय २ व ४: विवर्तन व ध्रुवीकरण या चकाकीसाठी कारणीभूत नसतात.
MPSC परीक्षा टीप
परीक्षेसाठी महत्त्वपूर्ण संकल्पना व शॉर्टकट
पूर्ण अंतर्गत परावर्तनाची (TIR) दोन उदाहरणे वारंवार विचारली जातात: (१) हिऱ्याचे चकाकणे, (२) ऑप्टिकल फायबर (Optical Fibre), (३) मृगजळ (Mirage).
translate
English Explanation / स्पष्टीकरण:
The correct answer is Option (3) Multiple Total Internal Reflection.
Analysis:
•
Diamond has an exceptionally high refractive index ($\mu \approx 2.42$), which produces an extraordinarily small critical angle ($i_c = \sin^{-1}(1/\mu) \approx 24.4^\circ$).
•
Gem cutters facet diamonds with precise angles so that incident light entering the diamond strikes internal faces at angles greater than $24.4^\circ$.
•
Consequently, the light suffers multiple total internal reflections before emerging from the top facets, causing high brilliance and scintillation.
Distractor Analysis:
•
Option 1: Refraction allows light to enter, but multiple internal trapping and reflection generate sparkle.
•
Options 2 & 4: Diffraction and polarization are unrelated to diamond sparkle.
MPSC EXAM TIP
High-Yield Exam Strategy Tip
Key applications of Total Internal Reflection (TIR): Diamond sparkle, optical fibre communication cables, mirages in deserts, and endoscopes.