Ondas de color

*traducido con la ayuda de un traductor

Moneda de color u Opalización

El alma de un ópalo precioso. La palabra moneda de color es un nombre más popular para la palabra opalización o también juego de colores. El juego de colores suena un poco extraño, pero es una descripción exacta de la opalización. Para ver todos los colores espectrales, los diferentes motivos y patrones de color, necesitamos entender el comportamiento de la luz y la composición perfecta del precioso ópalo. Es realmente un juego que se empieza a jugar cuando se mueve el ópalo.

Ópalo

El ópalo es un mineral, un hidrogel con un contenido fluctuante de agua, cuya fórmula química es SiO2-nH2O. Sílice y agua. El contenido de agua suele oscilar entre el uno y el tres por ciento en peso, pero en algunos casos puede llegar al 20 por ciento. Existen muchas variedades de ópalo en el mundo: ópalo precioso, ópalo de fuego, ópalo de madera y ópalo de musgo. El ópalo se forma a partir de soluciones postvolcánicas enfriadas por precipitación de una sustancia silícea.

Ópalo de musgo y ópalo de madera

Ópalo precioso

El ópalo natural más raro, más deseado y también el más valioso, que se formó por meteorización (Australia) o actividad volcánica (por ejemplo, Eslovaquia, Etiopía) y tiene la capacidad de opalizarse. Esto significa que la radiación luminosa incidente se descompone en el ópalo en un espectro de rayos luminosos monocromáticos, que el ojo humano percibe como colores espectrales (rojo, naranja, amarillo, azul y violeta). Curiosamente, la formación del ópalo precioso aún no está totalmente explicada, todavía hay conjeturas sobre cómo se formó el ópalo precioso. 

Ópalo precioso 

Ópalo y ópalo precioso

La diferencia entre un ópalo normal y un ópalo precioso puede describirse de forma simplista: si el ópalo presenta el más mínimo cambio de color, ya es un ópalo precioso. Por lo tanto, cualquier ópalo con opalescencia (cambio de color) puede ser un ópalo precioso.  

La estructura de un ópalo precioso

Un ópalo precioso está compuesto por esferas (esferas) dispuestas en estructuras tridimensionales ideales. Cuando la luz pasa directamente a través de estas esferas y entra en contacto con la sílice, la luz se curva y emite diferentes colores.

Imagen: La estructura de un ópalo precioso. Composición de las esferas..

Onda de color

Una onda de color es un fenómeno óptico en el que el ópalo muestra algunos o todos los colores espectrales. La naturaleza física de este fenómeno es la difracción de la luz (coherente) que se dispersa en una estructura repetitiva exclusiva del ópalo precioso dentro del grupo mineralógico de los ópalos, que es análoga a una rejilla de difracción. La radiación luminosa incidente se descompone en un espectro de rayos luminosos monocromáticos que el ojo humano percibe como colores espectrales (rojo, naranja, amarillo, azul y violeta). 

El tamaño de las esferas dentro de la estructura de la piedra de ópalo afecta a los colores que son visibles para nosotros. La luz que atraviesa una piedra de ópalo primero se desvía o se curva, después se dispersa o se descompone y, por último, los rayos de luz dentro de la piedra emiten colores. La razón por la que el ópalo aparece multicolor es que cuando se mueve o se balancea con la luz, la luz incide en diferentes esferas en diferentes ángulos dentro de la piedra, emitiendo una variedad de colores únicos.

Imagen: estructura del ópalo y defracción de la luz.

El cambio de color del ópalo precioso se debe a la descomposición de la luz en las esferas, que se recogen en pequeños bloques en la disposición cúbica o hexagonal más ajustada. El color así producido depende del tamaño de las esferas en cuestión, ya que diferentes diámetros de esferas reflejan distintas partes del espectro cromático. Cada mancha abigarrada no es más que la representación visual de una secuencia debidamente ordenada de esferas (dominios) de sílice que satisface las condiciones límite para la formación de una onda de color.

Para que un ópalo muestre colores espectrales visibles a simple vista, deben cumplirse simultáneamente las siguientes condiciones, además de las anteriores:

• Las esferas deben tener diámetros iguales dentro de los dominios y estar dispuestas en filas precisas para dar la posibilidad de que se produzcan regularmente espacios intermedios que no son más que la analogía de las rendijas de una rejilla de difracción.
• El diámetro uniforme de las esferas de un dominio concreto debe ser del intervalo aproximado de 150-350 nm, que es comparable a las longitudes de onda de la parte visible de la luz (aproximadamente 400-700 nm). En otras palabras, las longitudes de onda de la luz visible son función del tamaño de las esferas (parámetro de red).
• La difracción de la luz sólo es posible en ángulos que cumplan la ley de Bragg

Terminología

Dispersión

Describe la luz que se separa en colores debido a la refracción o difracción

La dispersión (de la luz) se refiere a los fenómenos que se producen como resultado de la dependencia del índice de refracción de la longitud de onda, es decir, los fenómenos en los que la luz blanca se divide en colores individuales cuando la luz pasa a través de una sustancia. La causa de la dispersión es la dependencia de la velocidad de fase de propagación de una onda luminosa de su longitud de onda (v = f (λ)) al atravesar un medio material.

Difracción

Fenómeno en el que las ondas situadas detrás de un obstáculo se "desvían" de su dirección original y entran así en la región de sombra geométrica del obstáculo.

Cuando la luz se divide en una serie de bandas, éstas pueden emitir bandas claras, oscuras o coloreadas. Gracias a los ópalos, la difracción produce una amplia gama de colores vivos, desde grises pálidos hasta azules intensos y rojos ardientes.

Opalescencia

Pocas piedras tienen un término específico para describir su aspecto único. Parte de lo que hace tan especiales a los ópalos es su opalescencia. En pocas palabras, la opalescencia se refiere al efecto óptico obtenido a partir de la disposición única de elementos que posee un ópalo: lustre, color, brillo e iridiscencia. Los términos opalescencia e iridiscencia se utilizan indistintamente, pero el primero se atribuye directamente a la piedra de ópalo.    

Desviación

(en inglés: deflection) es cuando la luz pasa a través de un objeto y se curva, cambiando de rumbo respecto a una línea recta o rectilínea. La deflexión afecta al espectro de la luz visible, lo que permite a nuestros ojos ver la compleja gama de colores opalescentes que emanan de una piedra de ópalo.

Cómo afectan la deflexión y la difracción al color de los ópalos

El tamaño de las esferas dentro de la estructura de la piedra de ópalo afecta a los colores que son visibles para nosotros. La luz que atraviesa una piedra de ópalo primero se desvía o se curva, después se difracta o se descompone y, por último, los rayos de luz emiten colores dentro de la piedra. La razón por la que el ópalo parece iridiscente y multicolor es que, cuando la piedra se mueve, la luz incide en diferentes esferas en distintos ángulos dentro de la piedra y emite una variedad de colores únicos. De este modo, los ópalos parecen cambiar constantemente de color.