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Pleocroismo

Che cos'è il pleocroismo?

Alcuni minerali usati come gemme presentano il fenomeno ottico del pleocroismo, tipico per alcuni minerali birifrangenti che hanno la proprietà di assorbire diversamente la luce secondo le direzioni nelle quali vengono attraversati; tali minerali, pertanto, osservati da direzioni diverse, manifestano colorazioni diverse.

Infatti, nelle sostanze birifrangenti che assorbono luce visibile (quindi colorate), l'intensità e la distribuzione spettrale dell'assorbimento dipendono sia dalla direzione di propagazione rispetto agli assi cristallografici, sia dalla polarizzazione della radiazione luminosa incidente.

Dal punto di vista sperimentale la manifestazione più evidente del pleocroismo si ha in certi cristalli birifrangenti che, osservati per trasparenza in luce naturale da direzioni diverse, appaiono di differenti colori; risultati analoghi si ottengono osservando in luce polarizzata lamine sottili di sostanze pleocroiche, al variare del piano di polarizzazione rispetto agli assi cristallografici.

La teoria della dispersione connette tale anisotropia dell'assorbimento con quella, ben nota, della rifrazione.

A seconda di quanto intensa sia la variazione del colore, il pleocroismo può essere definito nullo, debole, medio o intenso.

Dicroismo e tricroismo

Nei minerali birifrangenti uniassici la luce si scompone in due raggi, ordinario e straordinario, con due diversi indici di rifrazione, e si hanno due colori (dicroismo), come si osserva nel rubino, nello zaffiro, nello smeraldo e nella cordierite.

Pleocroismo nella cordierite: i colori assunti dal minerale sono il giallo e il blu-violetto.

Nei minerali birifrangenti biassici la luce dà luogo a tre raggi polarizzati, visibili due alla volta, a cui corrispondono tre indici di rifrazione, e si possono avere tre colori diversi (tricroismo), come avviene nell'alessandrite, varietà assai pregiata di crisoberillo.

Pertanto le colorazioni fondamentali sono due per i cristalli birifrangenti uniassici (appartenenti al gruppo dimetrico), tre per quelli biassici (appartenenti al gruppo trimetrico); di qui le denominazioni dicroismo e tricroismo date rispettivamente ai due tipi di pleocroismo (il termine dicroismo viene però usato anche in senso più ampio come sinonimo di pleocroismo).

Uno dei minerali che presenta il fenomeno del pleocroismo in modo molto evidente è la Cordierite, tanto da essere nominata anche come dicroite ("due colori", in greco antico); si tratta di un ciclosilicato di alluminio, ferro e magnesio che può assumere colorazioni dal blu-violetto al giallo pallido.

Pleocroismo della Cordierite

Pleocroismo della cordierite: i colori del minerale possono variare dal blu-violetto al giallo pallido.

E' possibile vedere affiancati tra loro i vari colori di una pietra dovuti al pleocroismo grazie ad uno strumento noto come dicroscopio.

Impieghi del pleocroismo

Le manifestazioni del pleocroismo nei cristalli costituiscono uno dei mezzi diagnostici più utili nello studio cristallografico e gemmologico dei minerali e un elemento di pregio per molte pietre preziose.

Vale la pena ricordare che, il pleocroismo dei microcristalli di iodosolfato di chinina viene sfrutatto per costruire il materiale ottico chiamato Polaroid: per ottenere che i microcristalli si orientino parallelamente si sottopone a un'opportuna tensione meccanica il materiale plastico in cui essi sono immersi.

Riassumendo

Il pleocroismo è la variazione di colore che si verifica in alcuni cristalli, dovuta al diverso assorbimento della luce nelle varie direzioni del cristallo, per cui compaiono colori complementari di quelli assorbiti. Perché si abbia pleocroismo è necessario che il cristallo sia anisotropo e che il minerale di cui fa parte sia colorato; la determinazione del pleocroismo si fa in luce polarizzata ed è di notevole importanza nell'identificazione delle specie cristalline.

I cristalli dimetrici presentano un colore principale secondo l'asse ottico e un colore secondario in direzione ortogonale all'asse (dicroismo); i cristalli trimetrici presentano un colore per ciascuno dei tre assi (tricroismo).

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