Zjawisko iryzacji skutecznie oszukuje ludzkie oko. Wielokolorowe wzory w praktyce są pseudobarwami
Iryzacja to niezwykle efektowne, a przy tym często występujące zjawisko optyczne. Jest związane z obecnością i specyficznym zachowaniem światła i przejawia się jako tęczowa gra barw na różnych powierzchniach. Wygląda to jak spektakularny twór natury, ale warto wiedzieć, że pozorna tęcza może być wywołana także sztucznie. Co to jest zjawisko iryzacji? Jak powstaje i gdzie występuje? Na te i inne pytania odpowiadamy poniżej.
W tym artykule:
Co łączy chmury, minerały, sztuczne kamienie, owady, gady i ciecze? Wspólnych mianowników można wymienić przynajmniej kilka, ale dziś skupimy się na jednym – na zjawisku iryzacji. Chyba każdemu co najmniej kilkukrotnie udało się zaobserwować wielobarwną „tęczę”, mieniącą się fantastycznymi kolorami na krawędziach chmur, skrzydłach niektórych owadów czy gadzich łuskach. Takimi samymi kolorami mienią się plamy benzyny na wilgotnej nawierzchni czy choćby bańki mydlane. O ich powstawaniu decyduje właśnie zjawisko iryzacji.
Co to jest zjawisko iryzacji?
Nazwa opisywanego efektu optycznego została zaczerpnięta z mitologii greckiej. Pochodzi od imienia bogini Iris – boskiej posłanki i uosobienia tęczy. Iryzacja, nazywana też tęczowieniem, to zjawisko optyczne, w wyniku którego na cienkich błonach, nierównościach i spękaniach powstają pseudobarwy.
Mówimy tu o kolorach pozornych, czyli nieistniejących w praktyce. Są one wynikiem zjawiska interferencji światła białego, które pada na powierzchnię składającą się z cienkich, transparentnych i półprzezroczystych warstw, przepuszczających falę świetlną.
Jak powstaje zjawisko iryzacji?
Fala padająca na taki obiekt może odbić się już od pierwszej warstwy, ale częściowo także od położonych głębiej. W rezultacie światło dociera do ludzkiego oka z różnych poziomów, które nakładają się lub ulegają przesunięciu względem siebie. To sprawia, że część fali ulega wzmocnieniu, a pozostała część – osłabieniu.
"Piękny i unikalny". Istnienie nowego żebropława potwierdzono dzięki nagraniom w wysokiej rozdzielczości
Pierwszy raz w historii naukowcy Narodowej Agencji Oceanów i Atmosfery, NOAA, formalnie potwierdzili istnienie nowego gatunku podwodnego stworzenia wyłącznie na podstawie materiału wideo. Wykon...
Z powyższego wynika, że do wystąpienia tęczowienia dochodzi w sytuacji, w której część światła ulega odbiciu na zewnętrznej warstwie, a pozostała część przedostaje się przez nią i dociera do głębiej położonych. W rezultacie oko rejestruje wielobarwny wzór, który pod względem kolorystyki i układu przypomina nieco tęczę. Tylko pozornie, bo należy podkreślić, że iryzowanie i powstawanie tęczy to w praktyce całkowicie odmienne procesy. Podczas gdy drugi opiera się o efekt wielokierunkowego załamania światła w kropli wody, zależnego od długości fali, to pierwszy z wymienionych wykorzystuje wzmocnienie lub osłabienie interferencyjne.
Gdzie występuje iryzacja?
Trzeba wspomnieć, że efektowne barwy, charakterystyczne dla zjawiska iryzacji, mogą powstawać w rezultacie działania kilku mechanizmów. Wszystko zależy od powierzchni, na którą pada światło. Zjawisko iryzacji występuje m.in. na powierzchni różnych minerałów, cieczy, w atmosferze i na niektórych zwierzętach.
Iryzacja cieczy
Mówiąc o zjawisku iryzacji na powierzchni cieczy, należy wskazać przede wszystkim na plamy benzyny czy oleju w kałuży lub na powierzchni mokrego asfaltu i na bańki mydlane. W tym przypadku, kolorowe wzory są wywołane interferencją na cienkich błonach.
Światło pada na błonę zewnętrzną, ale pewna część fali przechodzi przez nią i dociera do błony wewnętrznej. Światło, które wówczas obserwujemy, stanowi sumę obu fal. Odbite od pierwszej warstwy, najczęściej ma fazę przeciwstawną względem fazy światła padającego. Natomiast odbite od warstwy wewnętrznej nie zmienia fazy, jeżeli współczynnik załamania za powierzchnią wewnętrzną jest mniejszy niż współczynnik załamania światła błonki. Jeżeli jest większy, faza ulega zmianie. Dla przykładu, światło odbite od bańki mydlanej zmienia fazę na zewnętrznej warstwie i nie zmienia na warstwie tylnej.
Iryzacja minerałów
W przypadku iryzujących minerałów także mamy do czynienia z mechanizmem interferencji, ale występującym na załamaniach, spękaniach i niejednorodnościach. Jeśli chodzi o ciała stałe, na których zachodzi interferencja światła, grubość warstwy jest przestrzennie zmienna. Ta cecha decyduje o powstawaniu kolorowych wzorów, zgodnych z zmianami grubości warstw.
Iryzacja chmur
Iryzację, w postaci krótkotrwałego zjawiska, można zaobserwować także na chmurach. W tym przypadku taki efekt powstaje w następstwie dyfrakcji światła. Dotyczy to przede wszystkim krawędzi chmur średniego i wysokiego piętra (np. cirrocumulusów i altocumulusów).
Tęczowe barwy powstają w następstwie ugięcia promieni słonecznych, gdy obok siebie znajdują się kryształki lodu lub przechłodzone kropelki wody o identycznym rozmiarze. Ich orientacja przestrzenna i wielkość decydują o czystości barw (dominują kolory różowy i zielony).
Iryzacja zwierząt
Zjawisko tęczowienia można zaobserwować także na niektórych zwierzętach. Wielobarwne wzory pojawiają się na piórach ptaków (np. sójki zwyczajnej), łuskach gadów (np. tęczowca), skrzydłach i pancerzach owadów (np. żuka gnojowego), muszlach mięczaków (np. łodzików), a nawet na skórze ssaków (np. mandryla barwnolicego). W tym przypadku są one wywołane interferencją, rozproszeniem lub ugięciem światła.
Nasz ekspert
Artur Białek
Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.