Irisieren

Schillern (auch bekannt als Goniochromie) ist das Phänomen bestimmter Oberflächen, die sich allmählich zu verändern scheinen, wenn sich der Blickwinkel oder der Beleuchtungswinkel ändert. Beispiele für Irisieren sind Seifenblasen, Schmetterlingsflügel und Muscheln sowie bestimmte Mineralien. Es entsteht oft durch Strukturfärbung (Mikrostrukturen, die das Licht stören).

Etymologie
Das Wort Iridescence leitet sich teilweise vom griechischen Wort ἶρις îris (Gen. ἴριδος íridos) ab, was Regenbogen bedeutet, und wird mit dem lateinischen Suffix -escent kombiniert, was „eine Neigung zu“ bedeutet. Iris wiederum stammt von der Göttin Iris der griechischen Mythologie, die die Personifizierung des Regenbogens darstellt und als Götterbote fungiert. Goniochromie ist abgeleitet von den griechischen Wörtern gonia, was „Winkel“ bedeutet, und Chroma, was „Farbe“ bedeutet.

Mechanismen
Schillern ist ein optisches Phänomen von Oberflächen, bei denen sich der Farbton mit dem Beobachtungswinkel und dem Beleuchtungswinkel ändert. Es wird oft durch Mehrfachreflexionen von zwei oder mehr halbtransparenten Oberflächen verursacht, in denen Phasenverschiebung und Interferenz der Reflexionen das einfallende Licht modulieren (durch Verstärken oder Dämpfen einiger Frequenzen mehr als andere). Die Dicke der Materialschichten bestimmt das Interferenzmuster. Das Schillern kann zum Beispiel auf eine Dünnfilminterferenz zurückzuführen sein, das funktionelle Analogon der selektiven Wellenlängenabschwächung, wie es mit dem Fabry-Pérot-Interferometer beobachtet wird, und kann in Ölfilmen auf Wasser- und Seifenblasen beobachtet werden.Schillern ist auch in Pflanzen, Tieren und vielen anderen Gegenständen gefunden. Die Farbpalette natürlicher schillernder Objekte kann schmal sein, zum Beispiel zwischen zwei oder drei Farben wechseln, wenn sich der Betrachtungswinkel ändert, oder eine große Farbpalette kann beobachtet werden.

Kraftstoff auf dem Wasser erzeugt einen dünnen Film, der das Licht stört und verschiedene Farben erzeugt. Die verschiedenen Bänder repräsentieren unterschiedliche Dicken in dem Film.

 Ein irisierender Biofilm auf der Oberfläche eines Fischtanks beugt das reflektierte Licht und zeigt das gesamte Spektrum der Farben an. Rot wird von längeren Einfallswinkeln als blau gesehen.

Schillern kann auch durch Beugung erzeugt werden. Dies ist in Sachen wie CDs, DVDs, einige Arten von Prismen oder Wolken irisierend gefunden. Im Fall der Beugung wird typischerweise der gesamte Regenbogen von Farben beobachtet, wenn sich der Betrachtungswinkel ändert. In der Biologie resultiert diese Art von Irisieren aus der Bildung von Beugungsgittern auf der Oberfläche, wie den langen Reihen von Zellen in quergestreiften Muskeln oder den spezialisierten Bauchschuppen der Pfauspinne Maratus robinsoni und M. chrysomelas. Einige Arten von Blütenblättern können auch ein Beugungsgitter erzeugen, aber das Irisieren ist für Menschen und Blütenbesuch-Insekten nicht sichtbar, da das Beugungssignal durch die Färbung aufgrund von Pflanzenpigmenten maskiert wird.

In biologischen (und biomimetischen) Anwendungen werden Farben, die nicht mit Pigmenten oder Farbstoffen erzeugt werden, Strukturfärbung genannt.Mikrostrukturen, oft mehrschichtig, werden verwendet, um helle, aber manchmal nicht irisierende Farben zu erzeugen: ziemlich komplizierte Anordnungen sind erforderlich, um unterschiedliche Farben in verschiedenen Richtungen zu reflektieren. Die Strukturfärbung wurde allgemein verstanden, seit Robert Hookes Buch Micrographia von 1665, wo Hooke richtig bemerkte, dass, da das Schillern einer Pfauenfeder verloren ging, wenn sie in Wasser getaucht wurde, aber wieder erschien, wenn sie an die Luft zurückgegeben wurde verantwortlich. Es wurde später gefunden, dass das Irisieren im Pfau auf einen komplexen photonischen Kristall zurückzuführen ist.

Beispiele
Leben

Akkorde
Die Federn von Vögeln wie Eisvögel, Paradiesvögel, Kolibris, Papageien, Stare, Grackles, Enten und Pfauen sind irisierend. Die Seitenlinie des Neon Tetra ist ebenfalls irisierend. Eine einzelne irisierende Art von Gecko, Cnemaspis kolhapurensis, wurde 2009 in Indien identifiziert. Das Tapetum lucidum, das in den Augen vieler Wirbeltiere vorkommt, ist ebenfalls irisierend.

Pflanzen

Schillerndes Begonienblatt
Viele Pflanzengruppen haben das Irideszenz als Anpassung entwickelt, um mehr Licht in dunklen Umgebungen wie den unteren Ebenen tropischer Wälder zu verwenden. Die Blätter von Begonia pavonina, der Pfaubegonie Südostasiens, erscheinen menschlichen Beobachtern schillernd azurblau, da die photosynthetischen Schichten eines jeden Blattes, die so genannten Iridoplasten, das Licht ähnlich einem Ölfilm über Wasser absorbieren und biegen.Irideszenzen auf der Basis mehrerer Zellschichten finden sich auch im Lycophyten Selaginella und verschiedenen Farnen.

Fleisch

Schillern in Fleisch, verursacht durch Lichtbeugung an den exponierten Muskelzellen

Mineralien und Verbindungen

Kunstgegenstände

Nanocellulose ist manchmal irisierend, ebenso wie dünne Filme aus Benzin und einigen anderen Kohlenwasserstoffen und Alkoholen, wenn sie auf Wasser schwimmen.

Um Schmuck mit Kristallglas zu schaffen, das Licht in einem Regenbogenspektrum bricht, beschichtet Swarovski einige seiner Produkte mit speziellen metallischen chemischen Beschichtungen und zum Beispiel Aurora Borealis, oder „AB“, verleiht der Oberfläche ein Regenbogen-Aussehen. Regenbogenanodisieren ist ebenfalls möglich.

Irisierende Produkte in der Kosmetik- und Bekleidungsindustrie werden oft als holographisch bezeichnet.