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 . Ejemplos de iridiscencia incluyen pompas 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 nacarado se utiliza para describir ciertos acabados de pintura, generalmente en la industria automotriz, que en realidad 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 -escent , que significa "tener tendencia hacia". [1] Iris a su vez deriva de la diosa Iris de la mitología griega , quien es la personificación del arco iris y actuaba como mensajera de los dioses. El goniocromismo se deriva de las palabras griegas gonia , que significa "ángulo", y chroma , que significa "color".
Mecanismos
El combustible encima del agua crea una fina película que interfiere con la luz y produce diferentes colores. Las diferentes bandas representan diferentes espesores de la película. Este fenómeno se conoce como interferencia de película delgada .
La iridiscencia es un fenómeno óptico de superficies en las que el tono cambia con el ángulo de observación y el ángulo de iluminación. [2] [3] A menudo es causado por múltiples reflejos de dos o más superficies semitransparentes en las que el cambio de fase y la interferencia de los reflejos 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 películas delgadas , 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 pompas 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 largos que el azul.
La iridiscencia también se puede crear por difracción . Esto se encuentra en elementos como CD, DVD, algunos tipos de prismas o iridiscencias 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 del 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 ni para 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 usos biológicos (y biomiméticos ), los colores producidos sin pigmentos o tintes se denominan coloración estructural . Se utilizan microestructuras, a menudo multicapa, 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 la devolvía a En el aire, los pigmentos no pueden ser responsables. [13] [14] Más tarde se descubrió que la iridiscencia en el pavo real se debe a un cristal fotónico complejo . [15]
La nacarada 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 luz nacarada, parte o la mayor parte de la luz es blanca, lo que le da al objeto un brillo perlado . [16] Los pigmentos artificiales y las pinturas que muestran un efecto iridiscente a menudo se describen como nacarados, por ejemplo cuando se utilizan para pinturas de automóviles . [17]
Muchos grupos de plantas han desarrollado la iridiscencia como una adaptación para utilizar más luz en ambientes oscuros, como los niveles más bajos de los bosques tropicales. Las hojas de la Begonia pavonina del Sudeste Asiático , o begonia pavo real, aparecen de un azul iridiscente para los observadores humanos debido a las estructuras fotosintéticas en capas delgadas de cada hoja llamadas iridoplastos que absorben y curvan la luz de manera muy similar a una película de aceite sobre el agua. También se encuentran iridiscencias basadas en múltiples capas de células en el licófito Selaginella y en varias especies de helechos . [26] [27]
Los colores templados se forman calentando acero, formando una fina película de óxido en la superficie. El color indica la temperatura a la que se calentó, lo que lo convierte en uno de los primeros usos prácticos de la iridiscencia.
^ "Diccionario de etimología en línea". etymonline.com . Archivado desde el original el 7 de abril de 2014.
^ ab Srinivasarao, Mohan (julio de 1999). "Nanoóptica en el mundo biológico: escarabajos, mariposas, pájaros y polillas". Reseñas químicas . 99 (7): 1935-1962. doi :10.1021/cr970080y. PMID 11849015.
^ Kinoshita, S; Yoshioka, S; Miyazaki, J (1 de julio de 2008). "Física de los colores estructurales". Informes sobre los avances en física . 71 (7): 076401. Código bibliográfico : 2008RPPh...71g6401K. doi :10.1088/0034-4885/71/7/076401. S2CID 53068819.
^ Prados, Melissa G; Mayordomo, Michael W; Morehouse, Nathan I; Taylor, Lisa A; Toomey, Mateo B; McGraw, Kevin J; Rutowski, Ronald L (23 de febrero de 2009). "Iridiscencia: vistas desde muchos ángulos". Revista de la interfaz de la Royal Society . 6 (suplemento_2): S107-13. doi :10.1098/rsif.2009.0013.focus. PMC 2706472 . PMID 19336343.
^ 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 tetra neón: evaluación cuantitativa del modelo de persiana veneciana". Revista de la interfaz de la Royal Society . 8 (54): 56–66. doi :10.1098/rsif.2010.0253. PMC 3024824 . PMID 20554565.
^ 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 azufre". Actas de la Royal Society B: Ciencias Biológicas . 272 (1578): 2329–2335. doi :10.1098/rspb.2005.3216. PMC 1560183 . PMID 16191648.
^ Ackerman, Steven A.; Knox, John A. (2013). Meteorología: comprensión de la atmósfera . Aprendizaje de Jones y Bartlett. págs. 173-175. ISBN978-1-284-03080-8.
^ 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.
^ Lee, David (2007). Paleta de la naturaleza: la ciencia del color de las plantas . Prensa de la Universidad de Chicago. ISBN978-0-226-47052-8.[ página necesaria ]
^ van der Kooi, Casper J.; Se marchita, Bodo D.; Leertouwer, Hein L.; Staal, Marten; 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.
^ van der Kooi, Casper J.; Dyer, Adrián G.; Stavenga, Doekele G. (enero de 2015). "¿Es la iridiscencia floral una señal biológicamente relevante en la señalización de plantas-polinizadores?". Nuevo fitólogo . 205 (1): 18-20. doi : 10.1111/nph.13066 . PMID 25243861.
^ Hsiung, Bor-Kai; Siddique, Radwanul Hasan; Jiang, Lijia; Liu, Ying; Lu, Yongfeng; Shawkey, Mateo 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.
^ Hooke, Robert. Micrografía. Capítulo 36 ('Observ. XXXVI. De pavos, patos y otras plumas de colores cambiantes .')
^ Ball, Philip (17 de abril de 2012). "Trucos de color de la naturaleza". Científico americano . 306 (5): 74–79. Código Bib : 2012SciAm.306e..74B. doi :10.1038/scientificamerican0512-74 (inactivo 2024-02-07). PMID 22550931.{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: DOI inactivo a partir de febrero de 2024 ( enlace )
^ 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. Código bibliográfico : 2003PNAS..10012576Z. doi : 10.1073/pnas.2133313100 . PMC 240659 . PMID 14557541.
^ Ruth Johnston-Feller (2001). La ciencia del color en el examen de objetos de museo: procedimientos no destructivos. Publicaciones Getty. págs.169–. ISBN978-0-89236-586-9.
^ Manual de pruebas de pinturas y revestimientos. ASTM Internacional. págs.229–. GGKEY:7W7C2G88G2J.
^ Mazza, Giuseppe (7 de agosto de 2008). "Eledone moschata". Enciclopedia de la naturaleza de Mónaco . Consultado el 7 de febrero de 2023 .
^ Stavenga, director general; Tinbergen, J.; Leertouwer, HL; Wilts, BD (9 de noviembre de 2011). "Plumas de martín pescador: coloración mediante pigmentos, nanoestructuras esponjosas y películas finas". Revista de biología experimental . 214 (23): 3960–3967. doi : 10.1242/jeb.062620 . PMID 22071186.
^ Stavenga, Doekele G.; Leertouwer, Hein L.; Marshall, N. Justin; Osorio, Daniel (15 de diciembre de 2010). "Cambios de color dramáticos 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.
^ Cuthill, IC; Bennett, ATD; Perdiz, JC; Maier, EJ (febrero de 1999). "La reflectancia del plumaje y la evaluación objetiva del dicromatismo sexual de las aves". El naturalista americano . 153 (2): 183–200. doi :10.1086/303160. JSTOR 303160. PMID 29578758. S2CID 4386607.
^ "Nuevas especies de lagartos encontradas en la India". BBC en línea . 24 de julio de 2009 . Consultado el 20 de febrero de 2014 .
^ Engelking, Larry (2002). Repaso de Fisiología Veterinaria . Teton NewMedia. pag. 90.ISBN978-1-893441-69-9.
^ Eliason, Chad M.; Clarke, Julia A. (13 de mayo de 2020). "Brillo de casuario y una nueva forma de color estructural en las aves". Avances científicos . 6 (20): eaba0187. Código Bib : 2020SciA....6..187E. doi :10.1126/sciadv.aba0187. PMC 7220335 . PMID 32426504.
^ Martínez-Hurtado, Juan; Akram, Mahoma; Yetisen, Ali (11 de noviembre de 2013). "Iridiscencia en la carne causada por rejillas superficiales". Alimentos . 2 (4): 499–506. doi : 10.3390/alimentos2040499 .
^ Glover, Beverly 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.
^ Graham, Rita M.; Lee, David W.; Norstog, Knut (1993). "Base física y ultraestructural de la iridiscencia de hojas azules en dos helechos neotropicales". Revista americana de botánica . 80 (2): 198–203. doi :10.2307/2445040. JSTOR 2445040.
^ 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.
^ Zitzewitz, Paul W (2011). El práctico libro de respuestas de física. Prensa de tinta visible. pag. 215.ISBN978-1-57859-357-6.
enlaces externos
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con la iridiscencia.
Una animación GIF de 2,2 MB de una mariposa morfo que muestra iridiscencia.
"Artículo sobre la iridiscencia de las mariposas" Archivado el 7 de noviembre de 2015 en la Wayback Machine.