Voici mon TPE de première, dont la problématique était : Pourquoi les diamants brillent?
En catégorie Maths-Physique. « Le diamant est le meilleur ami de la femme » comme Marilyn Monroe le chantait en 1953. En effet, cette pierre unique fascine depuis toujours par son incroyable splendeur. Les civilisations antiques consacraient déjà le diamant comme la plus précieuses des gemmes. Son nom grec « adamas » (l’invincible) évoque ses extraordinaires propriétés. Beaucoup de légendes sont associées à sa découverte ainsi qu’à ses pouvoirs magiques, par exemple, on lui attribuait le pouvoir de protéger son possesseur des ennemis et de la maladie. Les larmes des dieux comme étaient surnommés les diamants dans l’Égypte antique, ont encore aujourd’hui une valeur inestimable.
Au delà d’être un objet de fascination, le diamant présente aussi des caractéristiques physiques et chimiques hors du commun (solidité, longévité, …) qui font que cette pierre est essentielle dans de nombreux domaines tels que l’industrie et la recherche spatiale. Plus connus du grand public pour son éclat, nous avons voulu nous pencher sur cet aspect du diamant. Nulle pierre ne permet d’obtenir les mêmes feux qu’un diamant bien taillé, aucun autre minéral n’égale sa délicatesse et sa perfection. Ceci nous a amené à nous questionner sur l’origine des feux du diamant : pourquoi les diamants brillent-ils ? Pour répondre à cette question, nous commencerons par observer le comportement de la lumière dans le diamant. Puis nous nous interrogerons le rôle de sa structure atomique.

I – L’effet du diamant sur le rayon lumineux

Comme dans tous les milieux transparents, la lumière qui passe dans un diamant se comporte de manière particulière. Deux expériences nous permettent de distinguer deux phénomènes distincts : la déviation du rayon lumineux et la dispersion de la lumière.

A – Le rayon est dévié : la réfraction

Expérience numéro 1 :

Nous sommes partis de l’observation