Divulgare cose difficili in maniera semplice: la Fisica nel colore di gemme e cristalli

Berillo “acquamarina”

L’Università di Siena ha portato a buon fine il Piano di sostegno alla Ricerca F-Lab per il 2021 finanziando con 250.000 euro l’acquisto di attrezzature funzionali alla realizzazione di progetti di ricerca. Il SIMUS ha partecipato al bando con un progetto dal titolo “Divulgare cose difficili in maniera semplice: la Fisica nel colore di gemme e cristalli” e ricevendo un finanziamento di ca. 15.000 euro.

La mission del SIMUS non è, infatti, solo la conservazione del patrimonio museale, ma siamo attivi anche in molti progetti, attività e laboratori didattici tesi a promuovere la diffusione del sapere scientifico, grazie al nostro patrimonio. Le strumentazioni e le collezioni museali sono inoltre funzionali ad attività di ricerca scientifica in settori di discipline tra loro molto diverse. Le nostre iniziative coinvolgono con notevole successo un elevato numero di utenti, di tutte le età, modulando opportunamente il tipo di attività in funzione del target dell’utenza (da bambini ad adulti, di varia formazione, scientifica e non). Nel campo delle Scienze Sperimentali particolare attenzione è rivolta alla fascia dei più giovani, privilegiando un approccio interattivo e divertente e cercando di stimolare la capacità di osservazione e la curiosità dei giovani. In questa ottica, il Museo di Scienze della Terra ha sempre svolto attività divulgative e sperimentali offerte a giovani e meno giovani, anche grazie ad una ragguardevole collezione di minerali, rocce e fossili. Tra le collezioni del MST, quella che spesso raccoglie maggiore interesse ed entusiasmo è la collezione di minerali, cristalli e gemme, caratterizzati da una straordinaria varietà di colori, dimensioni e forme. Di più recente riorganizzazione ed implementazione è appunto la collezione di gemme, sia di origine naturale che di sintesi: nella collezione sono presenti esemplari di corindoni, varietà rubino e zaffiro, smeraldo naturale e YAG (granato sintetico di Yttrio e Alluminio), quarzo ametista e quarzo citrino, tormaline di vari colori e molti altri.

Il progetto che abbiamo sottoposto, e che è stato finanziato, si inserisce sostanzialmente nel quadro delle iniziative divulgative e didattiche del SIMUS e in particolare del Museo di Scienze della Terra, ma offre concreti e molteplici spunti anche ai fini della ricerca scientifica nei temi della interazione tra luce visibile e sostanze cristalline.

Le strumentazioni che nell’ambito del progetto verranno a breve acquisite sono in particolare:

– il rifrattometro, strumento che permette di determinare l’indice di rifrazione di un cristallo e di una gemma. L’indice di rifrazione è un parametro caratteristico per una sostanza e può quindi permettere di identificare una sostanza ignota; può anche dare indicazioni sul grado di purezza della sostanza indagata;

– il polariscopio, piccolo strumento che permette di valutare l’eventuale anisotropia nelle proprietà ottiche; si possono così suddividere pietre monorifrangenti e pietre birifrangenti (ad esempio rubino, molto prezioso, e spinello rosso);

– spettrofotometro visibile-ultravioletto (VIS-UV) da gemmologia, che fornisce lo spettro di assorbimento della radiazione visibile da parte del cristallo. Dato che l’assorbimento o la trasmissione sono direttamente connessi alla composizione chimica, al tipo di legame e alla struttura cristallina delle gemme, ne consegue che questo è un metodo di identificazione estremamente efficace.

La strumentazione troverà collocazione in adeguati spazi presso il Museo di Scienze della Terra (sede di Via Laterina 8).

A titolo di esempio, nelle immagini qui inserite si può vedere un campione di minerale berillo Be3Al2(Si6O18), varietà acquamarina, come si presenta in natura associato ad altri minerali, in questo caso muscovite (le lamelle grigie). Si vede poi la corrispondente gemma tagliata. Le proprietà ottiche del minerale e della gemma potranno essere studiate con la strumentazione proposta. Così come potranno essere studiati i colori di altre gemme, come ad esempio smeraldo e rubino visibili in foto.

 

Giovanna Giorgetti

Direttrice Museo di Scienze della Terra