Երփներանգություն

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search
Երփներանգության երևույթը օճառի պղպջակներում
Maratus robinsoni, արու սարդ-սիրամարգ

Երփներանգություն, (հայտնի նաև որպես գոնիոքրոմիզմ), երևույթ որոշակի մակերևույթների վրա, որի ընթացքում լույսի անկման անկյան փոփոխությունից փոփոխվում է նաև մակերևույթի գույնը: Երփներանգության վառ օրինակներ են օճառի պղպջակները, թիթեռի թևերը, խեցիները, ինչպես նաև որոշ միներալներ: Այս երևույթը հաճախ նյութի միկրոստրուկտուրայի լույսի ճառագայթներին խանգարելու հետևանքն է, այդ գործընթացն անվանում են ալիքների ինտերֆերենց:

Ստուգաբանություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Երփներանգություն, անգլերեն՝ «iridescence» , հունարեն «îris» բառից, որը նշանակում է «ծիածան» և ավելացրած մի վերջածանց, որը նշանակում է «տենդենց ունենալ»[1]։ Մյուս կողմից այն կապված է հունական դիցաբանության մեջ Իրիս աստվածուհու անվան հետ, որը հանդիսանում է ծիածանի խորհրդանիշը և գործում է որպես աստվածների սուրհանդակ: «Գոնիոքրոմիզմ» տերմինը ծագել է հունարեն «gonia»՝ «անկյուն» և «chroma»՝ «գույն» բառերից:

Մեխանիզմներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Բենզինը ջրի մակերևույթին առաջացնում է բարակ թաղանթ, որը խանգարում է լույսին, այդպիսով առաջացնելով տարբեր գույներ: Տարբերվող շերտերը իրենցից ներկայացնում են թաղանթների տարբեր հաստություններ:
Ակվարիումի մակերևույթի երփներանգ կենսաթաղանթը դիֆրակցիայի է ենթարկում լույսի ճառագայթները՝ արտացոլելով սպեկտրի բոլոր գույները: Կարմիր գույնը տեսանելի է լույսի անկման ավելի մեծ անկյուններից, քան կապույտը:

Ծիածանափայլ թաղանթը իրենից ներկայացնում է մակերևույթների վրա տեղի ունեցող օպտիկական երևույթների համախումբ, երբ լույսի անկման ու անդրադարձման անկյունից կախված փոփոխվում է մակերևույթի գունավորումը[2][3]: Դա հաճախ արտահայտվում է երկու կամ ավելի կիսաթափանցիկ մակերևույթների կողմից բազմաթիվ անդրադարձումների արդյունքում, որի ընթացքում ֆազային շեղումները և ինտերֆերենցը մոդուլացնում են մակերևույթի վրա ընկնող լույսը՝ ավելի ուժեղացնելով կամ թուլացնելով նրա ալիքների որոշակի հաճախականությունները[2][4]: Նյութի թաղանթի հաստությունից կախված որոշվում է ինտերֆերենցիոն պատկերի տեսքը: Օրինակ, երփներանգությունը կարող է լինել միայն նուրբ թաղանթների ինտերֆերենցիայի հետևանք, ինչպես այն ցույց է տալիս Ֆաբրի Պերոյի ինտերֆերոմետրը, այդ երևույթի վառ օրինակներ են օճառի պղպջակները և ջրի վրա յուղի բարակ շերտերը: Երփներանգությունը հանդիպում է նաև բույսերի, կենդանիների և այլ շատ իրերի մեջ: Բնական ծիածանափայլ օբյեկտների գույների դիապազոնը կարող է լինել նեղ, օրինակ՝ դիտարկման անկյունը փոխելիս երկու կամ երեք գույների միջև[5][6], կամ կարող է նկատվել նաև գույների լայն դիապազոն[7]:

Երփներանգությունը կարող է առաջանալ նաև դիֆրակցիայի արդյունքում: Այն նկատվում է այնպիսի առարկաների մոտ, ինչպիսիք են կոմպակտ սկավառակները՝ CD, DVD սկավառակները, պրիզմաների որոշ տեսակներ կամ ամպերը[8]: Դիֆրակցիայի դեպքում դիտարկման անկյունը փոխելիս սովորաբար նկատվում են ծիածանի բոլոր գույները: Կենսաբանության մեջ երփներանգությունը ի հայտ է գալիս մակերևույթի վրա դիֆրակցիոն ցանց գոյանալու արդյունքում, այնպիսիք, ինչպիսիք են շերտավոր մկանների մեջ բջիջների երկար շարքերը, կամ սարդ-սիրամարգ կոչված Maratus robinsoni և M. chrysomelas միջատների փորի մասում գտնվող հատուկ թեփուկները[9]: Ծաղիկների որոշ տիպերի թերթիկները նույնպես կարող են գեներացնել դիֆրակցիոն ցանց, բայց երփներանգությունը տեսանելի չէ մարդկանց ու միջատներին, որոնք այցելում են ծաղիկներին, քանի որ դիֆրակցիոն ազդանշանը քողարկվում է բույսի պիգմենտով պայմանավորված գունավորմամբ[10][11][12]:

Կենսաբանության մեջ և բիոնիկայում գույները, ի տարբերություն պիգմենտների և գունանյութերի, կոչվում են ստրուկտուրային: Միկրոստրուկտուրաները՝ հաճախ բազմաշերտ, օգտագործվում են վառ գույներ ստանալու համար, բայց երբեմն առանց երփներանգ գույների: Բավականին բարդ միջոցներ են անհրաժեշտ, որպեսզի խուսափեն տարբեր գույները տարբեր ուղղություններով անդրադառնալուց[13]: Ստրուկտուրային գունավորումն ընդհանուր առմամբ հասկացվեց 1665 թվականին Ռոբերտ Հուկի «Միկրոգրաֆիա» գրքի հրատարակումից հետո, որտեղ Հուկը նշել է, որ սիրամարգի փետուրը ջրում խորասուզելուց հետո այն կորցրել է իր երփներանգությունը և նորից վերականգնվել է, երբ վերադարձվել է օդի միջավայր, հետևաբար երփներանգության երևույթի համար պիգմենտները պատասխանատու լինել չեն կարող[14][15]: Ավելի ուշ հայտնաբերվեց, որ սիրամարգի փետուրում երփներանգության երևույթը տեղի է ունենում բարդ ֆոտոնային բյուրեղի շնորհիվ[16]:

Մարգարտափայլ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Մարգարտի ու սադափի երփներանգությունը կապված է այն բանի հետ, որ նրանցից անդրադարձած լույսի ճառագայթները ամբողջությամբ սպիտակ գույնի են, իսկ մնացած գույները առաջանում են երփներանգության երևույթի արդյունքում[17]: Դրա պատճառը նրանց մակերևույթի շերտավոր միկրոստրուկտուրան է: Մակերևույթի միկրոստրուկտուրաները ստիպում են լույսին մասամբ, կամ ամբողջովին անդրադառնալ, մարգարտի դեպքում անդրադառնում է ամբողջ սպիտակ լույսը: Հաճախ երփներանգ, ծիածանափայլ գունավորում ունեցող արհեստական պիգմենտների ու ներկանյութերի տեսակը նշելու համար օգտագործում են «մարգարտափայլ» (անգլ. pearlescent, ռուս. перламутр) տերմինը, հատկապես ավտոմոբիլաշինության մեջ[18]:

Օրինակներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Կենդանի օրգանիզմներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Հոդվածոտանիներ և փափկամարմիններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Քորդավորներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Այնպիսի թռչունների փետուրները, ինչպիսիք են ալկիոնները[19], դրախտահավքը[20], կոլիբրիները, թութակները, սարյակները[21], ճնճղուկանմանները, բադերը և սիրամարգերը[16] ունեն երփներանգ գունավորում: Երկնագույն նեոնի կողային մասերը ևս ծիածանափայլ են:[5] Tapetum lucidum երևույթը, որը առկա է բազմաթիվ ողնաշարավորների աչքերի մեջ, ևս երփներանգության էֆեկտ է[22]: 2009 թվականին Հնդկաստանի Մահարաշտրա նահանգում հայտնաբերվել է երփներանգ մողես[23]:

Բույսեր[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Բույսերի շատ խմբեր զարգացրել են երփներանգությունը որպես հարմարանք մութ պայմաններում հնարավորինս մեծ քանակությամբ լույս օգտագործելու համար, օրինակ՝ արևադարձային անտառների ավելի ներքև գտնվող մակարդակները: Հարավարևելյան ասիական բեգոնիայի, ինչպես նաև բեգոնիա-սիրամարգի տերևները մարդկանց թվում են ծիածանափայլ լազուր բարակ թաղանթներով ֆոտոսինթետիկ ստրուկտուրայի պատճառով, որոնց անվանում են իրիդոպլաստներ և որոնք կլանում և «ոլորում են» լույսը, ինչպես յուղի բարակ շերտը ջրի վրա: Երփներանգությունը, որը հիմնված է բջիջների մի քանի շերտերի առկայության վրա, գոյություն ունի նաև գետնամուշկանմանների (գետնամամուռ) և մի քանի պտերանմանների մոտ[24][25]։

Միս[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Մսի մերկ մկանների բջիջներում լույսի դիֆրակցիայի արդյունքում առաջացած երփներանգության երևույթ[26]

Միներալներ, բնական երևույթներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Արհեստական նյութեր[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Նանոցելյուլոզը երբեմն լինում է ծիածանափայլ,[27] ինչպես բենզինի, մի շարք այլ ածխաջրածինների ու սպիրտների բարակ թաղանթները ջրի վրա լողալիս[28]։ Որպեսզի բյուրեղապակուց պատրաստված զարդերը իրենց վրա ընկած լույսի ճառագայթները բեկեն առաջացնելով ծիածանի գույներ, Սվարովսկին իր որոշ ապրանքատեսակները պատում է հատուկ մետաղական քիմիական ծածկույթով, օրինակ Aurora Borealis կամ «AB» ծածկույթը մակերևույթին տալիս է ծիածանափայլ գունավորում, երփներանգություն[29]։

Կոսմետիկայում և կարի արտադրությունում երփներանգությունը հաճախ անվանում են հոլոգրաֆիկ[30]։


Տես նաև[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. «Online Etymology Dictionary»։ etymonline.com։ Արխիվացված օրիգինալից 2014-04-07-ին 
  2. 2,0 2,1 Nano-optics in the biological world: beetles, butterflies, birds and moths Archived 2014-09-09 at the Wayback Machine. Srinivasarao, M. (1999) Chemical Reviews pp: 1935–1961
  3. Physics of structural colours Archived 2015-02-13 at the Wayback Machine. Kinoshita, S. et al (2008) Rep. Prog. Phys. 71: 076401
  4. Meadows M. (2009)։ «Iridescence: views from many angles»։ J. R. Soc. Interface 6: S107–S113։ doi:10.1098/rsif.2009.0013.focus։ Արխիվացված է օրիգինալից 2015-02-15-ին 
  5. 5,0 5,1 Yoshioka S. (2011)։ «Mechanism of variable structural colour in the neon tetra: quantitative evaluation of the Venetian blind model»։ J. Royal Soc. Interface 8 (54): 56–66։ PMC 3024824։ doi:10.1098/rsif.2010.0253։ Արխիվացված օրիգինալից 2016-03-04-ին 
  6. Rutowski RL (2005)։ «Pterin pigments amplify iridescent ultraviolet signal in males of the orange sulphur butterfly, Colias eurytheme» (PDF)։ Proc. R. Soc. B 272 (1578): 2329–2335։ PMC 1560183։ PMID 16191648։ doi:10.1098/rspb.2005.3216։ Արխիվացված օրիգինալից 2017-12-20-ին 
  7. Saego AE (2009)։ «Gold bugs and beyond: a review of iridescence and structural colour mechanisms in beetles (Coleoptera)»։ J. R. Soc. Interface 6: S165–S184։ Արխիվացված է օրիգինալից 2015-02-15-ին 
  8. Meteorology By Professor of Atmospheric and Oceanic Sciences University of Wisconsin-Madison Director Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies (Cimss) Steven A Ackerman, Steven A. Ackerman, John A. Knox -- Jones and Bartlett Learning 2013 Page 173-175
  9. Hsiung Bor-Kai, Siddique Radwanul Hasan, Stavenga Doekele G., Otto Jürgen C., Allen Michael C., Liu Ying, Lu Yong-Feng, Deheyn Dimitri D., Shawkey Matthew D. (2017-12-22)։ «Rainbow peacock spiders inspire miniature super-iridescent optics»։ Nature Communications (անգլերեն) 8: 2278։ ISSN 2041-1723։ doi:10.1038/s41467-017-02451-x 
  10. Nature's palette: the science of plant colour. Lee, DW (2007) University of Chicago Press
  11. Iridescent flowers? Contribution of surface structures to optical signaling Archived 2016-09-24 at the Wayback Machine. van der Kooi, CJ et al (2014) New Phytol 203: 667–673
  12. Is floral iridescence a biologically relevant cue in plant–pollinator signaling? Archived 2017-03-05 at the Wayback Machine. van der Kooi, CJ et al (2015) New Phytol 205: 18–20
  13. Hsiung Bor-Kai, Siddique Radwanul Hasan, Jiang Lijia, Liu Ying, Lu Yongfeng, Shawkey Matthew D., Blackledge Todd A. (2017-01-15)։ «Tarantula-Inspired Noniridescent Photonics with Long-Range Order»։ Advanced Optical Materials (անգլերեն) 5 (2): 1600599։ ISSN 2195-1071։ doi:10.1002/adom.201600599 
  14. Hooke, Robert. Micrographia. Chapter 36 ('Observ. XXXVI. Of Peacoks, Ducks, and Other Feathers of Changeable Colours.')
  15. Ball, Philip (May 2012)։ «Nature's Color Tricks»։ Scientific American 306 (5): 74–79։ PMID 22550931։ doi:10.1038/scientificamerican0512-74։ Արխիվացված օրիգինալից July 11, 2014-ին։ Վերցված է April 23, 2012 
  16. 16,0 16,1 Zi J (2003)։ «Coloration strategies in peacock feathers»։ Proc. Natl. Acad. Sci. 100 (22): 12576–12578։ PMC 240659։ PMID 14557541։ doi:10.1073/pnas.2133313100։ Արխիվացված օրիգինալից 2015-09-24-ին 
  17. Ruth Johnston-Feller (2001)։ Color Science in the Examination of Museum Objects: Nondestructive Procedures։ Getty Publications։ էջեր 169–։ ISBN 978-0-89236-586-9 
  18. Paint and Coating Testing Manual։ ASTM International։ էջեր 229–։ GGKEY:7W7C2G88G2J 
  19. Stavenga D.G. (2011)։ «Kingfisher feathers – colouration by pigments, spongy nanostructures and thin films»։ J. Exp. Biol. 214 (23): 3960–3967։ doi:10.1242/jeb.062620։ Արխիվացված օրիգինալից 2014-08-11-ին 
  20. Stavenga D.G. (2010)։ «Dramatic colour changes in a bird of paradise caused by uniquely structured breast feather barbules» (PDF)։ Proc. R. Soc. B 278 (1715): 2098–2104։ PMC 3107630։ PMID 21159676։ doi:10.1098/rspb.2010.2293։ Արխիվացված օրիգինալից 2016-03-04-ին 
  21. Plumage Reflectance and the Objective Assessment of Avian Sexual Dichromatism Cuthill, I.C. et al. (1999) Am. Nat. 153: 183-200
  22. Engelking Larry (2002)։ Review of Veterinary Physiology։ Teton NewMedia։ էջ 90։ ISBN 1-893441-69-5 
  23. «New lizard species found in India»։ BBC Online։ 24 July 2009։ Վերցված է 20 February 2014 
  24. Glover Beverley J., Whitney Heather M. (April 2010)։ «Structural colour and iridescence in plants: the poorly studied relations of pigment colour»։ Annals of Botany 105 (4): 505–511։ PMC 2850791։ doi:10.1093/aob/mcq007։ Արխիվացված օրիգինալից 2017-11-16-ին 
  25. Graham Rita M., Lee David W., Norstog Knut (1993)։ «Physical and Ultrastructural Basis of Blue Leaf Iridescence in Two Neotropical Ferns»։ American Journal of Botany 80 (2): 198–203։ JSTOR 2445040։ doi:10.2307/2445040 
  26. Martinez-Hurtado Juan, Akram Muhammad, Yetisen Ali (2013)։ «Iridescence in Meat Caused by Surface Gratings»։ Foods 2 (4): 499–506։ doi:10.3390/foods2040499 
  27. Picard G., Simon D., Kadiri Y., LeBreux J. D., Ghozayel F. (2012)։ «Cellulose Nanocrystal Iridescence: A New Model»։ Langmuir 28 (41): 14799–14807։ doi:10.1021/la302982s 
  28. Zitzewitz Paul W (2011)։ The Handy Physics Answer Book։ Visible Ink Press։ էջ 215։ ISBN 978-1-57859-357-6 
  29. «Decorations Christmas Star Ornament, Crystal AB»։ Svarovski։ Վերցված է 23 March 2018։ «This stunning star ornament will add a captivating, iridescent sparkle to your holiday décor. It is coated with Swarovski’s Aurora Borealis effect, which is named after the Northern Lights and makes the crystal shimmer magically in every colour of the rainbow.» 
  30. «Out of This World: How to Pull Off the Holographic Makeup Trend»։ L'Oreal։ Վերցված է 23 March 2018։ «Also known as galaxy makeup, holographic makeup is all about rocking iridescent shades all over your face» 

Արտաքին հղումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]