Le proprietà ottiche delle gemme

Il colore è la più appariscente caratteristica ottica delle gemme, ma in realtà è solo una delle molte proprietà che dipendono dal comportamento della luce. Ogni singola struttura cristallina interagisce con la luce in modo tipico per ogni sostanza, determinandone così le proprietà ottiche.

Che cosa produce il colore
Il colore di una gemma dipende in gran parte dal modo in cui viene assorbita la luce. La luce bianca è costituita dai colori dell’arcobaleno (colori dello spettro); quando colpisce una gemma, alcuni di questi colori vengono assorbiti in modo differenziato. Quelli non assorbiti attraversano la gemma o ne vengono riflessi, generando il colore finale. Ogni gemma possiede una propria identità cromatica, costituita dallo spettro di assorbimento, visibile solo per mezzo di uno spettroscopio.

Gemme allocromatiche
Le gemme allocromatiche (“colorate da altro”) devono il colore a elementi in traccia o ad altre impurezze che non costituiscono parte essenziale della loro composizione chimica. Il corindone puro, per esempio, è incolore, ma particolari impurezze (per lo più ossidi metallici) determinano la varietà rossa detta rubino, quella blu detta zaffiro, quella rosa-arancio detta padparadscia, nonché i corindoni verdi e gialli. Le gemme allocromatiche possono subire modificazioni artificiali di colore.

Gemme idiocromatiche
Il colore delle gemme (“colorate da sé”) deriva dagli elementi chimici fondamentali della loro composizione, ed è pertanto dello stesso tono pur con leggere variazioni. L’olivina, per esempio, è sempre verde perché il suo colore deriva dal ferro, elemento chimico fondamentale della sua composizione.

Gemme policromatiche
Si dice policromatico un cristallo costituito da parti diversamente colorate. Può essere di due, di tre o più colori. Il colore può essere distribuito in modo irregolare oppure secondo zonature di crescita geometriche. le molte varietà di tormalina mostrano probabilmente il migliore esempio di policromatismo, perché in un singolo cristallo si possono contare fino a 15 colori o sfumature diverse.

Gemme pleocroiche
Si dicono pleocroiche le gemme che, a seconda della direzione di osservazione, appaiono di colore o di sfumatura diversa. Le gemme amorfe e quelle cubiche mostrano sempre lo stesso colore; le gemme tetragonali, esagonali e trigonali ne mostrano due (dicroismo), quelle rombiche, monocline e tricline possono mostrarne tre (tricroismo).

Indice di rifrazione
Un raggio di luce che colpisce la superficie lucidata di una gemma viene in parte riflesso e in parte penetra all’interno. Poiché la gemma ha una densità ottica maggiore dell’aria, la luce rallenta e il raggio viene deviato rispetto al percorso originale (rifrazione). La deviazione subita si esprime con l’indice di rifrazione che, insieme alla birifrangenza è di grande aiuto nell’identificazione delle gemme.

Lucentezza
La lucentezza, uno dei caratteri salienti di una gemma, è dovuta alla riflessione della luce sulla sua superficie. A parità di indice di rifrazione, il fenomeno è legato anche al grado di lucidatura, a sua volta collegato strettamente con la durezza. I gemmologi usano tutta una gamma di termini per descrivere i vari tipi di lucentezza. “Speculare” significa che la gemma riflette come uno specchio; “terrosa” o “opaca” significa che la riflessione è debole. “Adamantina” è la lucentezza simile a quella del diamante, molto apprezzata. La maggior parte delle gemme trasparenti però presenta una lucentezza “vitrea”, cioè simile a quella del vetro; i metalli preziosi hanno lucentezza “metallica”, mentre le gemme organiche possono mostrare lucentezza “resinosa”, “madreperlacea”, “grassa” o “cerea”. Alcune gemme variano di lucentezza con la composizione: nei granati, per esempio, l’essonite è resinosa, il demantoide adamantino; lazulite e howlite grezze hanno lucentezza opaca o terrosa che diventa vitrea con la lucidatura.

Interferenza
L’interferenza è un fenomeno ottico causato dall’interazione della luce con le particolari strutture interne delle gemme. Si manifesta con caratteristici giochi iridati di colore. In alcune gemme si formano serie complete di colori spettrali, in altre ne risulta prevalere uno solo. Nell’opale l’interferenza è causata dalla struttura formata da sferette di silice disposte su piani paralleli. Ne deriva un’iridescenza particolarmente accentuata detta “arlecchinamento”, che ricorda quella mostrata da materiali come ematite, labradorite (labradorescenza), quarzo iride. Nel feldspato Pietra di luna, l’interferenza causata da strati interni costituiti da diversi tipi di feldspato produce sotto la superficie un effetto luminoso azzurrino chiamato adularescenza. L’opalescenza è invece una luminosità torbida lattiginosa (“schiller” in tedesco).

Gatteggiamento e Asterie
Quando una gemma tagliata a cabochon, cioè a superficie convessa, riflette la luce su particolari inclusioni, quali sottili cavità o cristalli aghiformi iso-orientati, può dare origine agli effetti “occhio di gatto” (gatteggiamento) o “stella” (asterismo). Una serie di fibre parallele origina il gatteggiamento, due o tre serie di fibre incrociate producono una stella rispettivamente a quattro e a sei raggi (asterie).

Share this: