Kocie_oko

Efekt kociego oka – efekt optyczny polegający na pojawianiu się wąskiej smugi (pasma) świetlnej przypominającej źrenicę kociego oka, która przemieszcza się po wypukłej i wypolerowanej powierzchni kamienia w trakcie jego obracania.

Efekt kociego oka ujawnia oraz znacznie potęguje odpowiednie oszlifowanie okazu w formie kaboszonu lub kuli.

Wykazuje go wiele minerałów, zawierających różnego rodzaju wrostki oraz tworzących skupienia włókniste, a niekiedy igiełkowe, bądź pręcikowe. W przypadku gemmologicznej odmiany zwanej „tygrysim okiem”, czy kocim efekt zawdzięczamy pseudomorfozie goethytu po ribekicie. Robekit występujący w tym przypadku w formie azbestowej jest „obrośnięty” chalcedonem. Goethyt FeOOH przybiera włóknista formę poprzednika. Przejeżdżając strumieniem świetlnym po kamieniu ustawionym pod odpowiednim kątem uzyskujemy opisywany efekt kociego oka.

Efekt kociego oka polega na odbijaniu i rozpraszaniu światła na równolegle układających się włókienkach lub igiełkowych inkluzjach, a także pustych kanalikach oraz płaszczyznach zrostów; zjawiskiem pokrewnym jest asteryzm.

Efekty – Asteryzm

Asteryzm – zjawisko optyczne polegające na pojawieniu się wąskich smug (pasm) świetlnych układających się w kształt „gwiazdy” na powierzchni kamieni szlachetnych, zwłaszcza szlifowanych w kaboszon. Zjawisko to powodowane jest przez obecność w sieci krystalicznej minerału inkluzji, np. w wypadku rubinu i szafiru są to inkluzje rutylu, takie same jak w wypadku efektu kociego oka. „Gwiazdy” powstające na skutek asteryzmu mają zwykle 4 lub 6 promieni, chociaż znane są okazy w których występuje 12 promieni. W „gwieździe” mogą też wystąpić „dziury” gdzie promień zanika – są to rejony pozbawione inkluzji. Wyróżniamy dwa typy asteryzmu:

   epiasteryzm – powstający na skutek odbijania się światła od równolegle umieszczonych inkluzji wewnątrz minerału.
  diasteryzm – dotyczy światła przechodzącego, pojawia się po oświetleniu minerału z tyłu.

Efekty – Awenturyzacja

Awenturyzacja – migotliwy efekt świetlny przypominający iskrzenie, wywołany odbijaniem i rozpraszaniem światła na drobnych wrostkach (inkluzjach) mineralnych rozproszonych w macierzystym krysztale.

Efekt ten ujawnia się w postaci migotliwych refleksów świetlnych o różnej barwie: czerwonej, pomarańczowej, żółtej, złotej, zielonej lub rzadziej niebieskiej.

Wywołują go drobne, łuseczkowe wrostki; hematytu, goethytu, lepidokrokitu, pirytu, oraz mik: muskowitu, serecytu, biotytu, fuchsytu.

Efekty – Dwójłomność

Dwójłomność – zdolność ośrodków optycznych do podwójnego załamywania światła (rozdwojenia promienia świetlnego). Substancje, dla których zjawisko zachodzi nazywamy substancjami dwójłomnymi.

Zjawisko dwójłomności odkrył w 1669 roku Rasmus Bartholin a wyjaśnił Augustin J. Fresnel w pierwszej połowie XIX wieku. Dwójłomność wykazuje wiele substancji krystalicznych, a także wszystkie ciekłe kryształy. Przykładami substancji dwójłomnych mogą być kryształy rutylu i kalcytu.

dwójłomności

fot. Furrfu, licencja: public domain

dwójłomności

fot. Adrian Pingstone, Licencja: public domain

 „Podwójny” obraz widziany przez dwójłomny kryształ kalcytu

Zjawisko to wynika z faktu, że substancja jest anizotropowa, co oznacza, że współczynniki przenikalności elektrycznej ε i wynikająca z niego prędkość światła, a co za tym idzie współczynnik załamania światła, w krysztale zależą od kierunku drgań pola elektrycznego fali elektromagnetycznej (polaryzacji fali).

W krysztale takim istnieje oś optyczna. Jest to kierunek, w którym biegnące światło nie rozdziela się na dwa promienie, ponieważ prędkość światła poruszającego się w tym kierunku nie zależy od kierunku polaryzacji. Kierunek tej osi nie zależy od kształtu kryształu. Istnieją kryształy jedno- i dwuosiowe.

Przyczyny mikroskopowe

Istnienie dwójłomności (osi optycznej) w krysztale wynika z jednakowego kierunku ustawienia jego anizotropowych cząsteczek. Cząsteczki takiego kryształu mają zazwyczaj wydłużony kształt i ułożone są regularnie. Oś optyczna jest kierunkiem osi symetrii tych cząsteczek.

Zjawisko dwójłomności może się także pojawić pod wpływem czynników zewnętrznych, jak pole elektryczne (elektrooptyczne zjawisko Kerra) w tym również pole elektryczne samych fotonów (optyczne zjawisko Kerra), pole magnetyczne (zjawisko Faradaya, zjawisko Cottona-Moutona). Wynika to z faktu, że anizotropowe cząsteczki nie są ułożone regularnie, ale mogą posiadać ładunki na swoich końcach (są dipolami), wtedy pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego układają się tak, aby ich momenty dipolowe były równolegle do niego. Zjawisko to wykorzystywane jest w ekranach LCD. Nieuszeregowane cząsteczki mogą być także uporządkowane pod wpływem ściskania lub rozciągania materiału (tak jak pozwijane nitki prostują się, kiedy są rozciągane).

dwójłomności

grafika: Mikael Häggström, licencja: public domain

Graficzne wyjaśnienie dwójłomności

Promień zwyczajny i nadzwyczajny

W krysztale jednoosiowym podczas załamania promień wchodzący do kryształu rozdziela się na dwa. Jeden z nich to promień zwyczajny, spełnia on prawo Snelliusa, leży w płaszczyźnie padania, oznaczany jest symbolem o (ang. ordinary). Dla tego promienia kierunek drgań pola elektrycznego jest prostopadły do jego płaszczyzny głównej.

Drugi promień to promień nadzwyczajny. Nazywa się go tak, bo w ogólności nie spełnia on prawa Snelliusa, oznacza się go przez e (fr. extraordinaire). Promień ten nie musi leżeć w płaszczyźnie padania. Co więcej – może się załamać nawet wówczas, gdy promień pada prostopadle do powierzchni kryształu. To w jaki sposób zmieni on kierunek przy takim padaniu, zależy od kierunku osi optycznej w krysztale. Nie załamie się, jeśli oś optyczna jest prostopadła lub równoległa do powierzchni, na którą pada promień. Dla promienia nadzwyczajnego kierunek drgań pola elektrycznego jest równoległy do jego płaszczyzny głównej. Warto zauważyć, że ponieważ płaszczyzny główne obu promieni mogą być inne, polaryzacje obu promieni nie muszą być do siebie prostopadłe.

W krysztale dwuosiowym oba promienie zachowują się jak promienie nadzwyczajne.

 

Zasada Huygensa a dwójłomność

Zasada Huygensa jest spełniona w krysztale dwójłomnym jednoosiowym, z tym, że dla promieni nadzwyczajnych punkty nie emitują fal kulistych, ale fale elipsoidalne. Jest to elipsoida z osią symetrii wyznaczoną przez oś optyczną przechodzącą przez emitujący punkt. Wynika to z faktu, że prędkość promienia nadzwyczajnego jest różna w różnych kierunkach. Dla promienia zwyczajnego jest taka sama we wszystkich kierunkach, emitowana jest więc fala kulista. Jeśli prędkość światła promienia nadzwyczajnego wzdłuż prostej prostopadłej do osi optycznej jest mniejsza od prędkości światła promienia zwyczajnego, to kryształ taki nazywa się optycznie dodatnim. Widać, że wtedy współczynniki załamania promienia nadzwyczajnego spełniają warunek:ne jest większy od współczynnika promienia zwyczajnego no. Jeśli ta prędkość jest większa, kryształ jest optycznie ujemny, a ne jest nie większe niż no.

Dzięki zasadzie Huygensa widać też, dlaczego prawo Snelliusa nie jest spełnione dla promienia nadzwyczajnego i dlaczego promień może się załamać, padając prostopadle na powierzchnię kryształu.

Dla kryształu dwuosiowego emitowane są elipsoidy o trzech różnych osiach, dla których podaje się trzy różne współczynnik załamania (dwa wzdłuż obu osi i jeden dla kierunku prostopadłego do nich).

 

Przykłady substancji dwójłomnych

 

Dane dla światła o długości fali około 590 nm (okolice światła żółtego),

Substancja jednoosiowa no ne Δn
beryl 1,602 1,557 -0,045
kalcyt CaCO3 1,658 1,486 -0,172
lód H2O 1,309 1,313 +0,014
kwarc SiO2 1,544 1,553 +0,009
rubin Al2O3 1,770 1,762 -0,008
rutyl TiO2 2,616 2,903 +0,287
perydot 1,690 1,654 -0,036
szafir Al2O3 1,768 1,760 -0,008
turmalin 1,669 1,638 -0,031
cyrkon, (wsp. maksymalny) ZrSiO4 1,960 2,015 +0,055
cyrkon, (wsp. minimalny) ZrSiO4 1,920 1,967 +0,047

Dane dla światła o długości fali około 590 nm (okolice światła żółtego)

Substancja dwuosiowa nα nβ nγ
mika, biotyt 1,595 1,640 1,640
mika, muskowit 1,563 1,596 1,601
oliwin (Mg, Fe)2SiO 1,640 1,660 1,680
topaz 1,618 1,620 1,627
uleksyt 1,490 1,510 1,520

Zastosowanie

Zjawisko znajduje zastosowanie w produkcji materiałów polaryzujących (np. pryzmatu Nicola), między innymi półfalówek, ćwierćfalówek i ekranów LCD. Dwójłomność odgrywa także dużą rolę w optyce nieliniowej (może być wywołana poprzez duże natężenie światła).

Dwójłomność minerałów ma zasadniczy wpływ (obok grubości preparatu) na ich barwy interferencyjne obserwowane w tzw. płytkach cienkich (preparatach mikroskopowych o grubości 0,02 mm, wykorzystywanych przez geologów i petrologów). Określenie rodzaju barw interferencyjnych i dwójłomności umożliwia identyfikację minerałów w płytkach cienkich.

Efekty – Schillerescencja

Schillerescencja – szczególny rodzaj iryzacji odznaczający się migotliwością i częstokroć tęczową grą barw, bądź objawianiem się połyskującego pasemka. Bywa obserwowana w skaleniach potasowych (adular, ortoklaz) o charakterze kamieni księżycowych.

Efekt ten jest zależny od grubości naprzemianległych drobnych warstewek albitu lub występowania mikroskopijnych rys lub spękań naprężeniowych.
Zjawisko uwidacznia się również w niektórych kryształach górskich, w których występują defekty w budowie wewnętrznej: pęknięcia, szczeliny, pustki, drobne dyslokacje.

Efekty – Dichroizm

Dichroizm (od greckiego dikhroos – dwubarwny) – początkowo oznaczał właściwość materiału czy urządzenia polegającą na podziale padającej wiązki światła na dwie wiązki o różnych barwach. Obecnie odnosi się przede wszystkim do właściwości materiałów polegającej na różnym pochłanianiu światła, w zależności od jego polaryzacji, np. dla światła spolaryzowanego liniowo w kierunkach wzajemnie prostopadłych czy też spolaryzowanego kołowo prawo- i lewoskrętnie.

Cechą tą charakteryzują się w szczególności niektóre anizotropowe kryształy. Jeżeli przepuścimy światło przez kryształ dichroiczny na tyle gruby, że składowa silniej pochłaniana zostanie niemal całkowicie usunięta, to za kryształem dostaniemy światło bardzo silnie spolaryzowane, tzn. kryształ będzie działał jako polaryzator.

Wpływ czynników zewnętrznych

Dichroizm cząsteczki czy kryształu może być wywołany przez czynniki zewnętrzne zmieniające symetrię, takie jak naprężenie jednoosiowe, pole magnetyczne czy pole elektryczne.

Zastosowania

Silnym dichroizmem cechują się specjalnie formowane folie plastikowe, zawierające łańcuchy polimerów z dodatkiem cząsteczek jodu. Znalazły one zastosowanie przy wytwarzaniu cienkich polaryzatorów – polaroidów. Ich mała grubość wynika z dużego stosunku współczynników pochłaniania światła dla polaryzacji, którą chcemy odfiltrować i polaryzacji, którą chcemy uzyskać. Wprowadzenie polaroidów, które są stosunkowo tanie, a ze względu na rozmiary i prostotę bardziej uniwersalne w użyciu od polaryzatorów krystalicznych umożliwiło upowszechnienie zastosowań technik polaryzacyjnych. Obecnie stosuje się je m.in. w polarymetrach, mikroskopach polaryzacyjnych, w fotografii, w wyświetlaczach ciekłokrystalicznych, do produkcji okularów przeciwsłonecznych.

Kryształy dichroiczne

Materiałem o bardzo silnym dichroizmie jest siarczan jodochininy (herapatyt). Ponadto dichroizm wykazują takie materiały jak kordieryt, turmalin, niektóre odmiany berylu.

Efekty – Pleochroizm

Pleochroizm (wielobarwność, polichroizm) – zjawisko, zmiany barwy w zależności od polaryzacji światła przechodzącego przez ciało. Zjawisko jest wynikiem różnej absorpcji widmowej światła przez substancje, zależnie od kierunku polaryzacji padającego światła.

Występuje najczęściej w kryształach, zwłaszcza tych, które charakteryzują się naturalną anizotropią absorpcji. Ośrodkami absorpcji mogą być zarówno poszczególne elementy struktury kryształu (jony, atomy, cząsteczki), jak również inne ciała absorbujące, obecne w krysztale (np. domieszki).

fot. David Weinberg, Licencja GNU Free Documentation License

Aleksandryt w różnym świetle

fot. Didier Descouens Licencja: Creative Commons

pleochroizm kordierytu

W optyce kryształów rozróżnia się dwa rodzaje pleochroizmu:

    dichroizm – w kryształach optycznie jednoosiowych (krystalizujących w układach tetragonalnym i heksagonalnym) występują dwie główne barwy, jak np. w turmalinie i aleksandrycie,
   trichroizm – w kryształach optycznie dwuosiowych (krystalizujących w układach rombowym, jednoskośnym i trójskośnym) – trzy główne barwy, jak np. w kordierycie i kunzycie.

Rozróżnia się pleochroizm:

  • silny,
  •  wyraźny
  •   słaby.

U większości kamieni szlachetnych makroskopowy pleochroizm jest niewyraźny. Jeżeli pleochroizm jest silny, odpowiednia orientacja kamienia podczas szlifowania może według życzenia barwę osłabić lub wzmocnić.

Zjawisko bardzo silnie przejawia się w krysztale herapatytu (siarczek jodochininy), używany jest on do produkcji płytek polaroidowych.

fot. Chmee2, Licencja: Creative Commons

Mikroskopowe powiększenie Muskovitu wykazującego pleochroizm,  powiększenie 40x

Minerały mogące posiadać pleochroizm:

  • aleksandryt (BeAl2O4)
  •  anataz
  •  apatyt
  •   badelejit
  •   turmalin
  •   dioptaz (CuSiO3•H2O)
  •   korund (Al2O3)
  •   topaz (Al2[SiO4](F,OH)2)
  •   cyrkon ( ZrSiO4)

 

Efekty – Adularyzacja

Adularyzacja

Rodzaj opalescencji odznaczający się charakterystyczną perłowo-białą, srebrzysto-mleczną bądź srebrzysto-błękitną poświatą obserwowaną w skaleniach.

Najczęściej występuje w adularze, ale uwidacznia się też w innych skaleniach potasowych (głównie w ortoklazie, sanidynie, mikroklinie); sporadycznie w niektórych plagioklazach: albicie i oligoklazie.

Okazy wykazujące to zjawisko są określane mianem kamieni księżycowych.

fot. Ra’ike, modyfikacja: Emmix, Licencja: Creative Commons

Kamień księżycowy

Efekty – Labradoryzacja

Labradoryzacja (labradorescencja) – gra barw w metalicznie lśniących odcieniach na niektórych minerałach, zwłaszcza u labradoru i spektrolitu. Często są to niebieskie i zielone efekty, lecz również można zaobserwować wszystkie inne barwy widma.

Zjawisko to powodują drobne, blaszkowe lub igiełkowe inkluzje różnych minerałów np. magnetyt, rutyl, tytanit, miedź. Przyczyną labradoryzacji jest interferencja światła na najcieńszych płytkach.

Labradoryt

fot. Kluka, Licencja: Creative Commons

Labradoryzacja na krysztale labradoru

Efekty – Opalescencja

Opalescencja: szczególny rodzaj iryzacji, objawiający się na powierzchni niektórych minerałów, zwłaszcza opalu zwyczajnego, w postaci charakterystycznej mlecznobiałej, mlecznoniebieskawej lub perłowolśniącej poświaty wskutek zjawiska odbicia światła krótkofalowego, czyli niebieskiego. Światło ulega rozproszeniu na mikroskopowych spękaniach lub na szczelinkach wypełnionych wodą.
Opalescencja o połysku srebrzystym zwana jest adularyzacją i występuje w skaleniach potasowych: adularze, ortoklazie, niekiedy w sanidynie, czasami w mikroklinie.

 

Opalescencja w Opalu
fot. Aramgutang, w projekcie Wikipedia, Licencja własność publiczna

Opalescencja na opalu z Červenicy, Słowacja.

Efekty – Iryzacja

Iryzacja, tęczowanie, biol. ubarwienie strukturalne (gr. Iris ‘tęcza’) – zjawisko optyczne polegające na powstawaniu tęczowych barw w wyniku interferencji światła białego odbitego od przezroczystych lub półprzezroczystych ciał składających się z wielu warstw substancji o różnych własnościach optycznych. Występuje m.in. na powierzchni minerałów, macicy perłowej, plamach cieczy (np. benzyny), bańkach mydlanych a czasem w atmosferze – na chmurach. Bywa też wywoływane sztucznie i wykorzystywane przy produkcji ozdobnych iryzowanych wyrobów szklanych i ceramicznych.

Nazwa pochodzi z mitologii greckiej od imienia bogini Iris – posłanki bogów, będącej personifikacją tęczy.

 

Iryzacja opala
Fot. Ewa Jastrzębska, zdjęcie na warunkach licencji GNU Free Documentation License

Iryzacja na opalu z Etiopii

 

 

Wyjaśnienie fizyczne

W minerałach spowodowana jest interferencją na spękaniach i niejednorodnościach oraz odbiciem światła od jej wielu powierzchni.
Grubość warstwy, na której zachodzi interferencja i dyfrakcja światła może być przestrzennie zmienna dając wzory kolorystyczne zgodne ze zmianami grubości warstw.

 

Układ barw przypomina układ barw tęczy, jednak nie są to takie same układy, gdyż przy odbiciu od cienkich warstw decyduje wzmocnienie lub osłabienie interferencyjne, a w tęczy różne kierunki załamania światła w kropli wody w zależności od długości fali światła.

Gdy światło pada na warstwę, pewna jego część odbija się od jej zewnętrznej powierzchni, część przechodzi przez nią i może odbić się od powierzchni wewnętrznej. Obserwowane światło jest sumą obu fal odbitych. Światło odbite od pierwszej powierzchni zwykle ma fazę przeciwną niż światło padające. Światło odbite od tylnej powierzchni nie zmienia fazy w wyniku odbicia, gdy współczynnik załamania materiału za wewnętrzną powierzchnią jest mniejszy od współczynnika załamania światła błonki, a zmienia fazę – gdy jest większy.

Iryzacja na bańce
Fot. Saperaud, Licencja: Creative Commons

Fale odbite w zgodnej fazie

Barwny, niekiedy migotliwy odblask lub poświata pojawiająca się na ścianach bądź powierzchniach łupliwości jest obserwowany na powierzchni niektórych minerałów, najczęściej przezroczystych.

Odmiany iryzacji:

  •   labradoryzacja – gra barw w metalicznie lśniących odcieniach, często niebieska lub zielonkawa,
  •   opalescencja – mlecznobiała, mlecznoniebieska lub perłowo lśniąca poświata,
  •   schillerescencja – migotliwość odznaczająca się tęczową grą barw bądź efektem charakterystycznej migotliwości.

Gra barw jest wywołana rozszczepieniem się światła odbijanego (dyspersja), załamywanego lub ulegającego ugięciu (dyfrakcja) i interferencji na występach i pęknięciach struktury wewnętrznej takich jak: powierzchnia łupliwości, spękania, dyslokacje, szczeliny, pustki, inkluzje. Bardzo dobrze widoczna jest w labradorze, gdzie określa się ją jako labradoryzacja (labradodoroscencja), w niektórych skaleniach potasowych, tzw. kamieniach księżycowych – opalescencja. W handlu kamieniami szlachetnymi efekt ten wykorzystuje się u kryształu górskiego, sztucznie wywołując w nim pęknięcia.

Iryzowanie ozdobne

Iryzowanie to także metoda zdobienia szkła polegającą na wytworzeniu na jego powierzchni cienkiej przezroczystej warstewki mieniącej się barwami tęczy. Jest to dość łatwy do wykonania i stosunkowo tani sposób zdobienia i wykorzystuje się go w zdobnictwie wyrobów szklanych i ceramicznych. Rezultat jest efektowny i stosuje się tę metodę do zdobienia wyrobów gospodarczych, galanterii i biżuterii.

Wyroby iryzowane były wytwarzane na Bliskim Wschodzie już od IX w. W Hiszpanii produkowano je XIV-XVII w.

Iryzacja szkła
Fot. Pschemp, zdjęcie na warunkach licencji GNU Free Documentation License

Iryzowane wyroby ceramiczne

Szkło pokrywa się cienką warstwą substancji o współczynniku załamania światła większym od współczynnika załamania światła w szkle. Szkło iryzowane zachowuje przezroczystość i tylko światło odbite od powierzchni szkła staje się różnobarwne. Warstwa ta musi dobrze przylegać do szkła, być wytrzymała na ścieranie oraz odporna na działanie wody.

Stosuje się trzy metody iryzacji:

  • hutnicza, która polega na osadzaniu par związków iryzujących na powierzchni gorącego szkła bezpośrednio po ukształtowaniu szkła,
  • próżniowa polegająca na osadzaniu par związków iryzujących na szkle w aparaturze próżniowej,
  • malarska polegająca na nanoszeniu na zdobione szkło warstwy farb iryzujących i ogrzewaniu całości do temperatury bliskiej temperaturze mięknienia szkła.

Warstwę iryzującą tworzą tlenki metali, które odpowiednio zmieniają współczynnik załamania światła. Popularne gatunki szkła mają współczynnik załamania światła ok. 1,5-1,6. Współczynnik warstewki iryzującej powinien przekraczać 2,2. Współczynniki załamania światła czystych tlenków kilku metali wynoszą:

  •      tlenek cynawy SnO – 1,86
  •      dwutlenek tytanu TiO2 – 2,69
  •      trójtlenek bizmutu Bi2O3 – 2,45
  •      dwutlenek cezu CsO2 – 2,20
  •      trójtlenek antymonu Sb2O3 – 3,01

Składnikami past stosowanych do iryzowania szkła są sole metali, które w procesie technologicznym ulegają termicznemu rozkładowi z wytworzeniem aktywnych tlenków, które reagują ze szkłem. Najczęściej stosowanymi solami przy iryzacji są związki cyny i tytanu.

Iryzacja ceramiki

Dla uzyskania efektu iryzacji ceramikę pokrywa się farbą zrobioną z siarki połączonej z tlenkiem miedzi lub tlenkiem srebra i żywicą, którą nanosi się bezpośrednio na naczynie lub polewę cynową. Po wypaleniu przy małym dostępie powietrza, naczynie nabiera połysku i mieni się tęczowymi barwami. Farba ta nosi nazwę luster i została wynaleziona w Egipcie około IX w.. Była stosowana w Mezopotamii, Hiszpanii i Włoszech w XIV, XV i XVI w.

Naturalna iryzacja szkła

Zaobserwowano, że szkła leżące długi czas w ziemi ulegają naturalnej iryzacji.

Szkło okienne produkowane, obecnie rzadko stosowaną, metodą walcowania stalowymi walcami czasami ulegało zanieczyszczeniu na powierzchni związkami metali. Związki te dyfundując w warstwie powierzchniowej tworzą cienką warstwę, na której światło ulega interferencji. Powstające wzory są zazwyczaj symetryczne względem wnoszonego zanieczyszczenia. Efekty te są przyczyną pojawiania się „cudownych postaci” na szybach.

Efekty – Opalizacja

Opalizacja – jest wynikiem efektów świetlnych jak dyfrakcja i interferencja na warstwach krzemionki w mikrostrukturze opalu. Opale składają się z domen w obrębie których występują drobne kuleczki krystobalitu o średnicy dziesięciotysięcznej milimetra wrośnięte w masę żelu krzemionkowego i tworzące uporządkowaną przestrzenną sieć. Działa ona jak siatka dyfrakcyjna na której odbywa się uginanie światła padającego. Efekt ten można porównać do tego występującego na płytach CD. Od wielkości drobinek krzemionki i od odległości między nimi zależy jakie składowe światła widzialnego wezmą udział w tych efektach i jaki finalny kolor zobaczymy w opalu.

Opalizacja opala
fot. Aramgutang, w projekcie Wikipedia, Licencja własność publiczna

Opalizacja widoczna na kawałku opalu

Kolory zmieniają się w zależności od kąta padania światła i mogą przybierać nawet pełne spektrum barw kamień nazywamy wtedy multikolorem. Szczególnie intensywne zjawiska tego typu są określane mianem „ognia”. Efekt opalizacji charakteryzuje się nie tylko wyjątkowo dużym bogactwem barw, lecz wielką różnorodnością rysunków wzorów. Liczba kombinacji tych elementów jest praktycznie rzecz biorąc nieograniczona. Najwartościowsze kamienie są wtedy gdy gdy opalizacja pokrywa całą powierzchnię.
Na cenę kamienia wpływa w znacznym stopniu rodzaj efektów. Gdy występuje w nim więcej niż jeden kolor opalizacji określa się ile jest barw oraz jaka jest dominująca.