stringtranslate.com

Iridiscencia

Iridiscencia en pompas de jabón

La iridiscencia (también conocida como goniocromismo ) es el fenómeno de ciertas superficies que parecen cambiar gradualmente de color a medida que cambia el ángulo de visión o el ángulo de iluminación. La iridiscencia es causada por la interferencia de ondas de luz en microestructuras o películas delgadas . Los ejemplos de iridiscencia incluyen burbujas de jabón , plumas , alas de mariposa y nácar de conchas marinas , y minerales como el ópalo . La perlescencia es un efecto relacionado en el que parte o la mayor parte de la luz reflejada es blanca. El término perlado se utiliza para describir ciertos acabados de pintura, generalmente en la industria automotriz, que realmente producen efectos iridiscentes.

Etimología

La palabra iridiscencia se deriva en parte de la palabra griega ἶρις îris ( gen. ἴριδος íridos ), que significa arco iris , y se combina con el sufijo latino -escente , que significa "que tiene tendencia hacia". [1] Iris a su vez deriva de la diosa Iris de la mitología griega , que es la personificación del arco iris y actuó como mensajera de los dioses. Goniocromismo se deriva de las palabras griegas gonia , que significa "ángulo", y croma , que significa "color".

Mecanismos

El combustible sobre el agua crea una película delgada que interfiere con la luz y produce diferentes colores. Las diferentes bandas representan diferentes espesores en la película. Este fenómeno se conoce como interferencia de película delgada .

La iridiscencia es un fenómeno óptico de superficies en el que el tono cambia con el ángulo de observación y el ángulo de iluminación. [2] [3] A menudo es causada por múltiples reflexiones de dos o más superficies semitransparentes en las que el cambio de fase y la interferencia de las reflexiones modulan la luz incidente , amplificando o atenuando algunas frecuencias más que otras. [2] [4] El espesor de las capas del material determina el patrón de interferencia. La iridiscencia puede deberse, por ejemplo, a la interferencia de película delgada , el análogo funcional de la atenuación selectiva de la longitud de onda como se ve con el interferómetro Fabry-Pérot , y puede verse en películas de aceite sobre agua y burbujas de jabón. La iridiscencia también se encuentra en plantas, animales y muchos otros elementos. La gama de colores de los objetos iridiscentes naturales puede ser estrecha, por ejemplo, cambiando entre dos o tres colores a medida que cambia el ángulo de visión, [5] [6]

Una biopelícula iridiscente en la superficie de una pecera difracta la luz reflejada, mostrando todo el espectro de colores. El rojo se ve desde ángulos de incidencia más amplios que el azul.

La iridiscencia también puede crearse por difracción . Esto se encuentra en elementos como CD, DVD, algunos tipos de prismas o iridiscencia de nubes . [7] En el caso de la difracción, normalmente se observará todo el arco iris de colores a medida que cambia el ángulo de visión. En biología, este tipo de iridiscencia resulta de la formación de rejillas de difracción en la superficie, como las largas filas de células en el músculo estriado o las escamas abdominales especializadas de la araña pavo real Maratus robinsoni y M. chrysomelas . [8] Algunos tipos de pétalos de flores también pueden generar una rejilla de difracción, pero la iridiscencia no es visible para los humanos y los insectos que visitan las flores, ya que la señal de difracción está enmascarada por la coloración debida a los pigmentos de las plantas . [9] [10] [11]

En los usos biológicos (y biomiméticos ), los colores producidos sin pigmentos o colorantes se denominan coloración estructural . Se utilizan microestructuras, a menudo de varias capas, para producir colores brillantes pero a veces no iridiscentes: se necesitan disposiciones bastante elaboradas para evitar reflejar diferentes colores en diferentes direcciones. [12] La coloración estructural se ha entendido en términos generales desde el libro Micrographia de Robert Hooke de 1665 , donde Hooke señaló correctamente que, dado que la iridiscencia de la pluma de un pavo real se perdía cuando se sumergía en el agua, pero reaparecía cuando se devolvía al aire, los pigmentos no podían ser los responsables. [13] [14] Más tarde se descubrió que la iridiscencia en el pavo real se debe a un cristal fotónico complejo . [15]

Perlescencia

La concha nacarada de una ostra perlera de labio negro

La perlescencia es un efecto relacionado con la iridiscencia y tiene una causa similar. Las estructuras dentro de una superficie hacen que la luz se refleje, pero en el caso de la perlescencia, parte o la mayor parte de la luz es blanca, lo que le da al objeto un brillo similar al de la perla . [16] Los pigmentos y pinturas artificiales que muestran un efecto iridiscente a menudo se describen como perlados, por ejemplo, cuando se usan para pinturas de automóviles . [17]

Ejemplos

Vida

Invertebrados

Eledone moschata tiene una iridiscencia azulada que recorre su cuerpo y sus tentáculos . [18]

Vertebrados

Las plumas de aves como el martín pescador , [19] las aves del paraíso , [20] los colibríes , los loros , los estorninos , [21] los mirlos , los patos y los pavos reales [15] son ​​iridiscentes. La línea lateral del tetra neón también es iridiscente. [5] Una sola especie iridiscente de geco, Cnemaspis kolhapurensis , fue identificada en la India en 2009. [22] El tapetum lucidum , presente en los ojos de muchos vertebrados, también es iridiscente. [23] Se sabe que la iridiscencia está presente entre los dinosaurios prehistóricos no aviares y aviares, como los dromeosáuridos , los enantiornithes y los litornítidos . [24] Los tejidos musculares pueden mostrar irisdescencia. [25]

Plantas

Muchos grupos de plantas han desarrollado la iridiscencia como una adaptación para utilizar más luz en ambientes oscuros, como los niveles inferiores de los bosques tropicales. Las hojas de la Begonia pavonina del sudeste asiático , o begonia pavo real, parecen de un azul iridiscente para los observadores humanos debido a las estructuras fotosintéticas de capas finas de cada hoja, llamadas iridoplastos, que absorben y desvían la luz de manera muy similar a una película de aceite sobre el agua. Las iridiscencias basadas en múltiples capas de células también se encuentran en la licófita Selaginella y varias especies de helechos . [26] [27]

No biológico

Minerales

Meteorológico

Hecho por el hombre

La nanocelulosa a veces es iridiscente, [28] al igual que las películas delgadas de gasolina y algunos otros hidrocarburos y alcoholes cuando flotan en el agua. [29]

Véase también

Referencias

  1. ^ "Diccionario de etimología en línea". etymonline.com . Archivado desde el original el 7 de abril de 2014.
  2. ^ ab Srinivasarao, Mohan (julio de 1999). "Nanoóptica en el mundo biológico: escarabajos, mariposas, pájaros y polillas". Chemical Reviews . 99 (7): 1935–1962. doi :10.1021/cr970080y. PMID  11849015.
  3. ^ Kinoshita, S; Yoshioka, S; Miyazaki, J (1 de julio de 2008). "Física de colores estructurales". Informes sobre el progreso en física . 71 (7): 076401. Bibcode :2008RPPh...71g6401K. doi :10.1088/0034-4885/71/7/076401. S2CID  53068819.
  4. ^ Meadows, Melissa G; Butler, Michael W; Morehouse, Nathan I; Taylor, Lisa A; Toomey, Matthew B; McGraw, Kevin J; Rutowski, Ronald L (23 de febrero de 2009). "Iridiscencia: vistas desde muchos ángulos". Journal of the Royal Society Interface . 6 (suppl_2): S107-13. doi :10.1098/rsif.2009.0013.focus. PMC 2706472 . PMID  19336343. 
  5. ^ ab Yoshioka, S.; Matsuhana, B.; Tanaka, S.; Inouye, Y.; Oshima, N.; Kinoshita, S. (16 de junio de 2010). "Mecanismo de color estructural variable en el neón tetra: evaluación cuantitativa del modelo de persiana veneciana". Journal of the Royal Society Interface . 8 (54): 56–66. doi :10.1098/rsif.2010.0253. PMC 3024824 . PMID  20554565. 
  6. ^ Rutowski, RL; Macedonia, JM; Morehouse, N; Taylor-Taft, L (2 de septiembre de 2005). "Los pigmentos de pterina amplifican la señal ultravioleta iridiscente en los machos de la mariposa naranja del azufre". Actas de la Royal Society B: Ciencias Biológicas . 272 ​​(1578): 2329–2335. doi :10.1098/rspb.2005.3216. PMC 1560183 . PMID  16191648. 
  7. ^ Ackerman, Steven A.; Knox, John A. (2013). Meteorología: comprensión de la atmósfera . Jones & Bartlett Learning. págs. 173-175. ISBN 978-1-284-03080-8.
  8. ^ Hsiung, Bor-Kai; Siddique, Radwanul Hasan; Stavenga, Doekele G.; Otto, Jürgen C.; Allen, Michael C.; Liu, Ying; Lu, Yong-Feng; Deheyn, Dimitri D.; Shawkey, Mateo D.; Blackledge, Todd A. (22 de diciembre de 2017). "Las arañas pavo real arcoíris inspiran ópticas súper iridiscentes en miniatura". Comunicaciones de la naturaleza . 8 (1): 2278. Código bibliográfico : 2017NatCo...8.2278H. doi :10.1038/s41467-017-02451-x. PMC 5741626 . PMID  29273708. 
  9. ^ Lee, David (2007). Paleta de la naturaleza: la ciencia del color de las plantas . University of Chicago Press. ISBN 978-0-226-47052-8.[ página necesaria ]
  10. ^ van der Kooi, Casper J.; Se marchita, Bodo D.; Leertouwer, Hein L.; Staal, Marta; Elzenga, J. Theo M.; Stavenga, Doekele G. (julio de 2014). "¿Flores iridiscentes? Contribución de las estructuras superficiales a la señalización óptica" (PDF) . Nuevo fitólogo . 203 (2): 667–673. doi : 10.1111/nph.12808 . PMID  24713039.
  11. ^ van der Kooi, Casper J.; Dyer, Adrian G.; Stavenga, Doekele G. (enero de 2015). "¿Es la iridiscencia floral una señal biológicamente relevante en la señalización entre plantas y polinizadores?". New Phytologist . 205 (1): 18–20. doi : 10.1111/nph.13066 . PMID  25243861.
  12. ^ Hsiung, Bor-Kai; Siddique, Radwanul Hasan; Jiang, Lijia; Liu, Ying; Lu, Yongfeng; Shawkey, Matthew D.; Blackledge, Todd A. (enero de 2017). "Fotónica no iridiscente inspirada en tarántulas con orden de largo alcance". Materiales ópticos avanzados . 5 (2): 1600599. doi :10.1002/adom.201600599. S2CID  100181186.
  13. ^ Hooke, Robert. Micrographia. Capítulo 36 ('Observ. XXXVI. De pavos reales, patos y otras plumas de colores cambiantes ').
  14. ^ Ball, Philip (17 de abril de 2012). "Trucos de color de la naturaleza". Scientific American . 306 (5): 74–79. Bibcode :2012SciAm.306e..74B. doi :10.1038/scientificamerican0512-74 (inactivo 2024-09-17). PMID  22550931.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactivo a partir de septiembre de 2024 ( enlace )
  15. ^ ab Zi, Jian; Yu, Xindi; Li, Yizhou; Hu, Xinhua; Xu, Chun; Wang, Xingjun; Liu, Xiaohan; Fu, Rongtang (28 de octubre de 2003). "Estrategias de coloración en plumas de pavo real". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 100 (22): 12576–12578. Bibcode :2003PNAS..10012576Z. doi : 10.1073/pnas.2133313100 . PMC 240659 . PMID  14557541. 
  16. ^ Ruth Johnston-Feller (2001). La ciencia del color en el examen de objetos de museo: procedimientos no destructivos. Getty Publications. pp. 169–. ISBN 978-0-89236-586-9.
  17. ^ Manual de pruebas de pinturas y revestimientos. ASTM International. págs. 229–. GGKEY:7W7C2G88G2J.
  18. ↑ Mazza, Giuseppe (7 de agosto de 2008). «Eledone moschata». Enciclopedia de la naturaleza de Mónaco . Consultado el 7 de febrero de 2023 .
  19. ^ Stavenga, DG; Tinbergen, J.; Leertouwer, HL; Wilts, BD (9 de noviembre de 2011). "Plumas de martín pescador: coloración por pigmentos, nanoestructuras esponjosas y películas delgadas". Journal of Experimental Biology . 214 (23): 3960–3967. doi : 10.1242/jeb.062620 . PMID  22071186.
  20. ^ Stavenga, Doekele G.; Leertouwer, Hein L.; Marshall, N. Justin; Osorio, Daniel (15 de diciembre de 2010). "Cambios dramáticos de color en un ave del paraíso causados ​​por bárbulas de plumas del pecho con una estructura única". Actas de la Royal Society B: Ciencias Biológicas . 278 (1715): 2098–2104. doi :10.1098/rspb.2010.2293. PMC 3107630 . PMID  21159676. 
  21. ^ Cuthill, IC; Bennett, ATD; Partridge, JC; Maier, EJ (febrero de 1999). "Reflectancia del plumaje y evaluación objetiva del dicromatismo sexual aviar". The American Naturalist . 153 (2): 183–200. doi :10.1086/303160. JSTOR  303160. PMID  29578758. S2CID  4386607.
  22. ^ "Se descubre una nueva especie de lagarto en la India". BBC Online . 24 de julio de 2009 . Consultado el 20 de febrero de 2014 .
  23. ^ Engelking, Larry (2002). Revisión de fisiología veterinaria . Teton NewMedia. pág. 90. ISBN 978-1-893441-69-9.
  24. ^ Eliason, Chad M.; Clarke, Julia A. (13 de mayo de 2020). "Brillo del casuario y una nueva forma de color estructural en las aves". Science Advances . 6 (20): eaba0187. Bibcode :2020SciA....6..187E. doi :10.1126/sciadv.aba0187. PMC 7220335 . PMID  32426504. 
  25. ^ Martinez-Hurtado, Juan; Akram, Muhammad; Yetisen, Ali (11 de noviembre de 2013). "Iridiscencia en la carne causada por rejillas superficiales". Alimentos . 2 (4): 499–506. doi : 10.3390/foods2040499 . PMID  28239133.
  26. ^ Glover, Beverley J.; Whitney, Heather M. (abril de 2010). "Color estructural e iridiscencia en plantas: las relaciones poco estudiadas del color del pigmento". Anales de botánica . 105 (4): 505–511. doi :10.1093/aob/mcq007. PMC 2850791 . PMID  20142263. 
  27. ^ Graham, Rita M.; Lee, David W.; Norstog, Knut (1993). "Base física y ultraestructural de la iridiscencia azul de las hojas en dos helechos neotropicales". American Journal of Botany . 80 (2): 198–203. doi :10.2307/2445040. JSTOR  2445040.
  28. ^ Picard, G.; Simón, D.; Kadiri, Y.; LeBreux, JD; Ghozayel, F. (3 de octubre de 2012). "Iridiscencia de nanocristales de celulosa: un nuevo modelo". Langmuir . 28 (41): 14799–14807. doi :10.1021/la302982s. PMID  22988816.
  29. ^ Zitzewitz, Paul W (2011). El libro de respuestas de física práctico. Visible Ink Press. pág. 215. ISBN 978-1-57859-357-6.

Enlaces externos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Iridiscencia.