Sapere Scienza

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Sotto una diversa luce: pigmenti e non solo al microscopio petrografico

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Fonte: http://lem.ch.unito.it. Dettagli del mantello della Vergine Maria e dei rispettivi studi al microscopio, XVII secolo, chiesa di St. Stefano a Meteora, Grecia. Pura ematite, minio e cinabro.

 

Abbiamo analizzato pigmenti con raggi X, li abbiamo identificati con l’impronta digitale data dalla Raman ma, in realtà, il primo passo che si effettua in sede di indagine diagnostica di strati pittorici, ceramiche e materiali lapidei è la microscopia ottica, una tecnica presa in prestito dalla geologia. L’osservazione dei minerali al microscopio da petrografo – uno strumento particolare, differente dal “solito microscopio” - è utilizzata per descrivere e classificare le rocce. I minerali sono, così, identificati dalle loro proprietà ottiche ossia le caratteristiche mostrate all’attraversamento di un fascio di luce definita polarizzata.

 

Per procedere con l’analisi è necessario fare in modo che la roccia o gli altri tipi di campione possano essere attraversati dalla luce e, per fare questo, li si taglia in fettine sottilissime (stiamo parlando di uno spessore solitamente pari a 30 micron, unità di misura pari ad un millesimo di millimetro). Proprio come in una fetta di salame, troveremmo vari ingredienti – il grasso, la carne, le varie spezie in grani – così, in questa sottilissima sezione, scopriremo differenti minerali, i quali avranno mostrato facce e angoli differenti al taglio.

 

pirite

 

Fonti: www.mineraldata.org  e  www.wikipedia.org . Cristalli di pirite (FeS2) in un campione macroscopica e rappresentazione in 3D della sua cella primitiva (in giallo gli atomi di ferro, in viola quelli di zolfo). La disposizione ordinata e regolare degli atomi determina particolari risposte nell’interazione dei cristalli con la luce.

 

A seconda della parte dei minerali presenti esposta alla luce, vi sarà un’interazione differente e lo studioso dovrà analizzare questo tipo di informazioni per identificare i cristalli che ha davanti. È necessaria, però, una luce particolare. Quella della sorgente luminosa del microscopio si diffonde in tutti – infiniti – piani che si trovano lungo la direzione in cui si sviluppa il fascio. Questa radiazione non permetterebbe di avere le risposte che cerchiamo dal campione. La luce, quindi dovrà essere polarizzata ossia fatta propagare in un singolo piano attraverso l’utilizzo di speciali filtri, detti appunto polarizzatori.

 

polarizzazione

 

 

Fonti: www.nikonschool.it  e www.clubfotografia.com . Un esempio di filtri polarizzatori sono sicuramente i filtri Polaroid, costituiti da catene parallele di lunghe molecole. La componente della luce parallela alle catene è totalmente assorbita dalle stesse e non riesce a passare mentre quella perpendicolare è totalmente trasmessa e attraversa il filtro inalterata.

 

Il microscopio a luce polarizzata presenta due filtri polarizzatori: il primo, posto tra sorgente luminosa e tavolino portaoggetti, converte la luce da non polarizzata a polarizzata e il secondo, detto analizzatore, posto tra l’obiettivo e l’oculare, la polarizza nuovamente lasciando passare solo la radiazione di nostro interesse, che racchiude informazioni riguardanti i cristalli presenti nella sezione, differenti da quelle ottenute adoperando solo il primo filtro. All’occhio del petrografo si mostrerà un caleidoscopio di colori, forme, rilievi, che gli racconteranno la storia di quel campione e lo aiuteranno nel suo studio e/o nella classificazione del materiale.

 

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Fonte: olympusfeeder2.magnet.fsu.edu, modificata. Microscopio polarizzatore a luce trasmessa.

 

La luce polarizzata e l’ingrandimento raggiunto dagli obiettivi permetteranno, così, di identificare i minerali presenti proprio perché ciascuno di loro fornisce una risposta differente.

 


Di cosa si riesca a vedere al microscopio ottico polarizzatore a luce trasmessa - questo è il nome esatto di questo strumento – e di alcuni casi di studio, parleremo nelle prossime settimane. Prima, però, non posso fare a meno di scrivere dei progetti di tecnologia applicata ai beni culturali presentati al Maker Faire di Roma. Vi aspetto!

 

Alessia Colaianni

Giornalista pubblicista, si è laureata in Scienza e Tecnologia per la Diagnostica e Conservazione dei Beni Culturali e ha un dottorato in Geomorfologia e Dinamica Ambientale. Divulga in tutte le forme possibili e, quando può, insegna.

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