Tekst źródłowy strony Iryzacja

[[Plik:Oelfleckerp.jpg|thumb|Iryzująca plama benzyny]]
[[Plik:Mieniak strużnik.jpg|thumb|Iryzujące skrzydła motyla]]
'''Iryzacja''', '''tęczowanie''', [[biologia|''biol.'']] ubarwienie strukturalne ([[język grecki|gr.]] ''Iris'' „tęcza”) – [[zjawisko optyczne]] polegające na powstawaniu tęczowych barw w wyniku [[interferencja|interferencji]] światła białego odbitego od przezroczystych lub półprzezroczystych ciał składających się z wielu warstw substancji o różnych własnościach optycznych. Występuje m.in. na powierzchni minerałów, [[Masa perłowa|macicy perłowej]], plamach cieczy (np. [[benzyna|benzyny]]), [[bańka mydlana|bańkach mydlanych]], a czasem w atmosferze – na chmurach. Bywa też wywoływane sztucznie i wykorzystywane przy produkcji ozdobnych ''iryzowanych'' wyrobów szklanych i ceramicznych.

Nazwa pochodzi z [[mitologia grecka|mitologii greckiej]] od imienia bogini [[Iris (córka Taumasa)|Iris]] – posłanki bogów, będącej [[personifikacja|personifikacją]] tęczy.

== Wyjaśnienie fizyczne ==
=== Interferencja na cienkich błonach ===
[[Plik:Soap Bubble - foliage background - iridescent colours - Traquair 040801.jpg|thumb|Tęczowe barwy bańki mydlanej]]
Kolorowe wzory powstające na plamie oleju lub bańce mydlanej wywołane są odbiciem światła od jej obu powierzchni (zewnętrznej i wewnętrznej) oraz interferencji odbitych promieni. Układ barw przypomina układ barw tęczy, jednak nie są to takie same układy, gdyż przy odbiciu od cienkich warstw decyduje wzmocnienie lub osłabienie interferencyjne, a w tęczy różne kierunki załamania światła w kropli wody w zależności od długości fali światła.

Gdy światło pada na błonkę, pewna jego część odbija się od jej zewnętrznej powierzchni, część przechodzi przez nią i może odbić się od powierzchni wewnętrznej. Obserwowane światło jest sumą obu fal odbitych. Światło odbite od pierwszej powierzchni zwykle ma fazę przeciwną niż światło padające. Światło odbite od tylnej powierzchni nie zmienia fazy w wyniku odbicia, gdy współczynnik załamania materiału za wewnętrzną powierzchnią jest mniejszy od współczynnika załamania światła błonki, a zmienia fazę – gdy jest większy.
[[Plik:Bubble interference (red).png|thumb|Fale odbite w zgodnej fazie]]
[[Plik:Colours reflected from a thin water film depending on thickness and angle of incidence.png|thumb|Symulacja odbicia światła od bańki o grubości 690 nm]]
Światło, odbijając się od bańki mydlanej, zmienia fazę na przedniej powierzchni, a nie zmienia na tylnej.

Dla fali odbitej prostopadle od powierzchni błonki:
* wzmocnienie fal zachodzi dla:
: <math>2dn = (m + 0{,}5)\lambda,</math>

co odpowiada
: <math>\lambda_{max} = \frac{2dn}{m+0{,}5}</math>
* minimalne natężenia uzyskuje się, gdy
: <math>2dn = m \lambda,</math>

co odpowiada
: <math>\lambda_{min} = \frac{2dn}{m},</math>

gdzie:
* <math>n</math> – współczynnik załamania substancji tworzącej błonkę,
* <math>d</math> – grubość błonki,
* <math>m - 0, 1, 2, 3\dots</math>

Dla światła padającego pod kątem <math>\alpha</math> do powierzchni droga przebyta przez falę odbitą od tylnej strony błonki jest większa, przy pominięciu załamania światła wynosi:
: <math>d_k = \frac{d}{\sin(\alpha)}.</math>

W związku z tym wzmocnienie zachodzi dla fal o długościach:
: <math>\lambda_{max} = \frac{2dn}{(m+0,5) \sin (\alpha)},</math>

zaś wygaszanie:
: <math>\lambda_{min} = \frac{2dn}{(m) \sin (\alpha)}.</math>

=== Interferencja na spękaniach i niejednorodnościach ===
Mechanizm iryzacji na spękaniach i niejednorodnościach jest identyczny jak dla cienkich warstw.
W ciałach stałych grubość warstwy, na której zachodzi interferencja i dyfrakcja światła może być przestrzennie zmienna, dając wzory kolorystyczne zgodne ze zmianami grubości warstw.

== Mineralogia ==
[[Plik:Opal, Etiopia.jpg|thumb|Iryzacja na opalu z Etiopii]]
Barwny, niekiedy migotliwy odblask lub poświata pojawiająca się na ścianach bądź powierzchniach [[łupliwość|łupliwości]] jest obserwowany na powierzchni niektórych minerałów, najczęściej przezroczystych. Odmiany:
* [[labradoryzacja]] – gra barw w metalicznie lśniących odcieniach, często niebieska lub zielonkawa,
* [[opalescencja]] – mlecznobiała, mlecznoniebieska lub perłowo lśniąca poświata,
* [[schillerescencja]] – migotliwość odznaczająca się tęczową grą barw bądź efektem charakterystycznej migotliwości.

Gra barw jest wywołana rozszczepieniem się światła odbijanego ([[Dyspersja (optyka)|dyspersja]]), załamywanego lub ulegającego ugięciu ([[dyfrakcja]]) i [[interferencja|interferencji]] na występach i pęknięciach struktury wewnętrznej takich jak: powierzchnia łupliwości, spękania, dyslokacje, szczeliny, pustki, [[Inkluzja (mineralogia)|inkluzje]]. Bardzo dobrze widoczna jest w [[labrador (minerał)|labradorze]], gdzie określa się ją jako [[labradoryzacja]] (labradodoroscencja), w niektórych skaleniach potasowych, tzw. [[Kamień księżycowy (minerał)|kamieniach księżycowych]] – [[opalescencja]]. W handlu kamieniami szlachetnymi efekt ten wykorzystuje się u [[kryształ górski|kryształu górskiego]], sztucznie wywołując w nim pęknięcia. {{clear}}

== Meteorologia ==
[[Plik:Iridescent Cloud.JPG|alt=Iryzacja na chmurach|mały|Iryzacja na chmurach]]
Na [[Chmura (meteorologia)|chmurach]] obserwuje się niekiedy krótkotrwałe zjawisko powstawania układów pastelowych barw przeważnie zielonych i różowych, które nazywane jest iryzacją. Barwy te bywają niekiedy pomieszane, przypominające błyszczącą masę perłową, niekiedy zaś w postaci smug równoległych do brzegów chmur. Zjawisko iryzacji chmur jest tego samego pochodzenia, co [[wieniec (zjawisko optyczne)|wieńce]], czyli powstają wskutek [[dyfrakcja|dyfrakcji]] światła. Występuje na chmurach [[Altocumulus]] lenticularis, rzadziej na [[Cumulus]], [[Cirrocumulus]] i [[Stratocumulus]].

== Biologia ==
[[Plik:Rosenkäfer Cetonia aurata.jpg|thumb|[[Kruszczyca złotawka]] ''Cetonia aurata'']]
Błyszczące metaliczne lub tęczowe ubarwienie zwierząt (np. ptaków, owadów, ryb, gadów) wywołane ugięciem, interferencją lub rozproszeniem światła w okrywach ciała, muszlach, szczecinkach, łuskach, piórach nazywane jest iryzacją lub '''ubarwieniem strukturalnym'''. Takie tęczujące barwy można zaobserwować na:
* powłokach perłowych muszli mięczaków – [[łodziki]], [[perłopław]]
* skrzydłach motyli – [[morpho menelaus]], [[morpho helena]], [[mieniak tęczowiec]]
* pancerzach owadów – [[kruszczyca złotawka]], [[biegacz złocisty]], [[żuk gnojowy]]
* łuskach gadów –[[tęczowiec]], [[boa tęczowy]]<ref>{{Cytuj |autor = Stéphanie M Doucet, Melissa G Meadows |tytuł = Iridescence: a functional perspective |czasopismo = Journal of The Royal Society Interface |data = 2009-04-06 |data dostępu = 2023-07-02 |issn = 1742-5689 |wolumin = 6 |numer = suppl_2 |doi = 10.1098/rsif.2008.0395.focus |pmid = 19336344 |pmc = PMC2706478 |url = https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsif.2008.0395.focus |język = en}}</ref>
* piórach ptaków – [[paw indyjski]], [[sójka zwyczajna]]
* skórze ssaków – [[mandryl barwnolicy]]<ref>{{cytuj stronę |url = http://www.entomo.pl/artykuly/abcjaloszynski/V_kolory_strukturalne.php |tytuł = Kilka słów o kolorach strukturalnych, czyli motyle, mandryle i trochę zamieszania z fizyką |opublikowany = entomo.pl |data dostępu = 2013-01-12}}</ref>
{{clear}}

== Iryzowanie ozdobne ==
[[Plik:Dichroicclose.jpg|thumb|Iryzowane wyroby ceramiczne]]
Iryzowanie to także metoda zdobienia szkła polegającą na wytworzeniu na jego powierzchni cienkiej przezroczystej warstewki mieniącej się barwami tęczy. Jest to dość łatwy do wykonania i stosunkowo tani sposób zdobienia i wykorzystuje się go w zdobnictwie wyrobów szklanych i ceramicznych. Rezultat jest efektowny i stosuje się tę metodę do zdobienia wyrobów gospodarczych, galanterii i biżuterii.

Wyroby iryzowane były wytwarzane na [[Bliski Wschód|Bliskim Wschodzie]] już od IX w. W [[Hiszpania|Hiszpanii]] produkowano je XIV-XVII w.

=== Iryzacja szkła ===
[[Plik:Wismut Kristall und 1cm3 Wuerfel.jpg|thumb|Iryzacja kryształu [[bizmut]]u spowodowana obecnością cienkiej warstwy tlenku na powierzchni metalu. Obok sześcian z czystego bizmutu.]]

Szkło pokrywa się cienką warstwą substancji o [[Współczynnik załamania|współczynniku załamania światła]] większym od współczynnika załamania światła w szkle. Szkło iryzowane zachowuje przezroczystość i tylko światło [[Odbicie fali|odbite]] od powierzchni szkła staje się różnobarwne. Warstwa ta musi dobrze przylegać do szkła, być wytrzymała na ścieranie oraz odporna na działanie wody.

Stosuje się trzy metody iryzacji:
* hutnicza, która polega na osadzaniu par związków iryzujących na powierzchni gorącego szkła bezpośrednio po ukształtowaniu szkła,
* próżniowa polegająca na osadzaniu par związków iryzujących na szkle w aparaturze próżniowej,
* malarska polegająca na nanoszeniu na zdobione szkło warstwy farb iryzujących i ogrzewaniu całości do temperatury bliskiej temperaturze mięknienia szkła.

Warstwę iryzującą tworzą tlenki metali, które odpowiednio zmieniają współczynnik załamania światła. Popularne gatunki szkła mają współczynnik załamania światła ok. 1,5-1,6. Współczynnik warstewki iryzującej powinien przekraczać 2,2. Współczynniki załamania światła czystych [[tlenki|tlenków]] kilku metali wynoszą:
* [[tlenek cynawy]] SnO – 1,86
* [[Tlenek tytanu(IV)|dwutlenek tytanu]] TiO<sub>2</sub> – 2,69
* [[trójtlenek bizmutu]] Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> – 2,45
* [[dwutlenek cezu]] CsO<sub>2</sub> – 2,20
* [[trójtlenek antymonu]] Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> – 3,01

Składnikami past stosowanych do iryzowania szkła są [[sole]] metali, które w procesie technologicznym ulegają termicznemu rozkładowi z wytworzeniem aktywnych tlenków, które reagują ze szkłem. Najczęściej stosowanymi solami przy iryzacji są związki cyny i tytanu.

=== Iryzacja ceramiki ===
Dla uzyskania efektu iryzacji [[ceramika|ceramikę]] pokrywa się farbą zrobioną z [[siarka|siarki]] połączonej z [[Tlenek miedzi(I)|tlenkiem miedzi]] lub [[tlenek srebra|tlenkiem srebra]] i żywicą, którą nanosi się bezpośrednio na naczynie lub polewę cynową. Po [[wypalanie|wypaleniu]] przy małym dostępie powietrza, naczynie nabiera połysku i mieni się tęczowymi barwami. Farba ta nosi nazwę [[luster (farba)|luster]] i została wynaleziona w [[Egipt|Egipcie]] około [[IX wiek|IX w.]] Była stosowana w [[Mezopotamia|Mezopotamii]], [[Hiszpania|Hiszpanii]] i [[Włochy|Włoszech]] w XIV, XV i XVI w.

== Naturalna iryzacja szkła ==
Zaobserwowano, że [[szkło|szkła]] leżące długi czas w ziemi ulegają naturalnej iryzacji{{fakt|data=2013-05}}.

Szkło okienne produkowane [obecnie rzadko stosowaną] metodą walcowania stalowymi walcami, czasami ulega zanieczyszczeniu na powierzchni związkami metali. Związki te, dyfundując w warstwie powierzchniowej, tworzą cienką warstwę, na której światło ulega interferencji. Powstające wzory są zazwyczaj symetryczne względem wnoszonego zanieczyszczenia. Efekty te są przyczyną pojawiania się „cudownych postaci” na szybach.

== Zobacz też ==
{{Siostrzane projekty
 |commons = Category:Iridescence
 |słownik = iryzacja
}}
* Fizyka: [[optyka cienkich warstw]], [[interferencja]], [[bańka mydlana]], [[pierścienie Newtona]]
* Mineralogia: [[opalescencja]], [[opalizacja]], [[schillerescencja]], [[labradoryzacja]], [[awenturyzacja]], [[adularyzacja]], [[Asteryzm (mineralogia)|asteryzm]]
* Meteorologia: [[wieniec (zjawisko optyczne)|wieniec]], [[Halo (zjawisko optyczne)|halo]], [[tęcza]]

== Przypisy ==
{{Przypisy}}

== Linki zewnętrzne ==
* [http://chmury.pl/pics/bcak02.jpg Fotografia iryzacji chmur]
* {{Cytuj | autor = Adam Leja | tytuł = Tęsknota za Tiffany’m | url = https://web.archive.org/web/20070927005639/http://www.artbiznes.pl/jsp/artbiznes/artykuly.jsp;jsessionid=DD38929033655C35DBC1F655BD9208DB?Typ=detal&Id=1&IdArtykulu=597 | opublikowany = ArtBiznes.pl}}
* {{Cytuj | tytuł = Iryzowanie | url = https://web.archive.org/web/20070218015140/http://www.zdobienie.art.pl/iryzowanie.htm | opublikowany = zdobienie.art.pl}}
* {{Cytuj stronę | url = http://www.mfa.kfki.hu/int/nano/reprint/pre_67_021907_butterfly.pdf | tytuł = Iryzacja na skrzydłach motyla-pdf | opublikowany = mfa.kfki.hu | archiwum = https://web.archive.org/web/20090205180716/http://www.mfa.kfki.hu/int/nano/reprint/pre_67_021907_butterfly.pdf | zarchiwizowano = 2009-02-05}}
* {{Cytuj stronę | url = http://www.mfa.kfki.hu/int/nano/online/2002_butterfly/ | tytuł = Iryzacja na skrzydłach motyla | opublikowany = mfa.kfki.hu | archiwum = https://web.archive.org/web/20090106043916/http://www.mfa.kfki.hu/int/nano/online/2002_butterfly/ | zarchiwizowano = 2009-01-06}}
* [https://wiadomosci.wp.pl/nie-tylko-zorza-nietypowe-zjawisko-na-niebie-nad-tatrami-6726702020905952a Nie tylko zorza. Nietypowe zjawisko na niebie nad Tatrami]

{{Kontrola autorytatywna}}

[[Kategoria:Jubilerstwo]]
[[Kategoria:Atmosferyczne zjawiska optyczne]]
[[Kategoria:Zdobnictwo]]
[[Kategoria:Zjawiska optyczne minerałów]]