Przyczyny zabarwienia kamieni szlachetnych

Przyczyny zabarwienia kamieni szlachetnych

Pochłanianie niektórych składników widma nie jest jednak jedynym wyjaśnieniem przyczyny zabarwienia ciał. W niektórych przypadkach wrażenie zabarwienia wynika z selektywnego odbicia niektórych składników widma świetlnego, w innych w wyniku rozproszenia światła na drobnych ziarenkach zawiesiny rozłożonej równomiernie w barwnym kamieniu szlachetnym, a w jeszcze innych przypadkach w wyniku interferencji światła. Mechanizmu powstawania barwy przez selektywne odbicie nie trzeba wyjaśniać nikomu, kto myśli kategoriami fizycznymi lub po prostu-myśli logicznie. Wystarczy zrozumieć różnicę między selektywnym pochłanianiem a selektywnym odbiciem. Istotę zabarwienia przez rozpraszanie wyjaśnimy w innym miejscu. Przyczyna zabarwienia w wyniku interferencji powinna być znana każdemu uczniowi ósmej klasy, ale efekt interferencji światła widział każdy, nawet przedszkolak. Powiem więcej. Ogląda prawie codziennie, a co najmniej w dniach, gdy promienie słońca padają na mokrą nawierzchnię dróg samochodowych.

Odmiana doświadczenia Grimaidiego – promienie światła ugięte na krawędzi otworu.

Pierwszym, który podobnie jak my oglądał to zjawisko barwne, ale w przeciwieństwie do większości z nas starał się odpowiedzieć na pytanie dlaczego, był włoski matematyk, fizyk i astronom F. M. Grimaldi. W 1665 roku ukazała się książka pt.: „Matematyczno-fizyczne badania nad światłem i barwami”, a w niej szczegółowy opis doświadczeń przeprowadzonych przez Grimaldiego. Przepuszczając światło słoneczne przez otwór w okiennicy i ustawiając na drodze światła pręt odkrył, że granice cieni na odległej ścianie na przeciwko okiennicy nie są ostre, lecz rozmyte i co dziwne-otoczone barwnymi obwódkami. Z rozmycia krawędzi wynikał prosty, choć bardzo ważny dla przyszłej wiedzy wniosek-światło przechodząc obok krawędzi nie biegnie dalej po linii prostej, lecz ugina się, biegnie pod innym kątem niż przed krawędzią uginającą. W ten sposób przy użyciu tak prostych „przyrządów badawczych”, jak okiennica i okrągły patyk, odkryte zostało jedno z fundamentalnych, brzemiennych w skutki zjawisk optycznych, zjawisko ugięcia lub bardziej uczenie – zjawisko dyfrakcji światła.

Zjawisko interferencji; wzmacnianie i wygaszanie się fal powoduje powstawanie prążków interferencyjnych.

Niestety mimo szczegółowych badań nad przyczyną powstawania barwnych obwódek wokół cieni, mimo przepuszczania wąskich pasemek światła przez maleńkie otworki, a nawet w sposób opisywany w dzisiejszych podręcznikach fizyki dla klasy VIII-przez dwie szczeliny położone blisko siebie, przyczyna powstawania barwnych obwódek pozostała dla Grimaldiego zagadką. Pamiętajmy jednak-był rok 1665. Dopiero w 1800 roku bogatszy o 150 lat doświadczeń wielu badaczy amerykański fizyk Leo Young wystąpił z hipotezą, że światło to fale. Dopiero na tej podstawie można było wyjaśnić trudne do zrozumienia dla Grimaldiego zjawisko.

Po przejściu przez dwa położone blisko siebie otworki lub wąskie szczeliny fale światła widzialnego ulegają zagięciu, a na ekranie za otworkami nakładają się na siebie; widać to doskonale na obu rysunkach obok. W to samo miejsce na ekranie pada fala ugięta po przejściu przez górną i fala ugięta po przejściu przez dolną szczelinę. Fale te mogą się nakładać w taki sposób, że następuje wzmocnienie lub osłabienie światła. Na ekranie obserwuje się na przemian pasemka jasne i pasemka ciemne lub gdy uginane jest światło białe-pasemka barwne. Widoczne jest widmo świetlne rozszczepione podobnie jak po przejściu światła białego przez pryzmat.