Dicromatismo

O dicromatismo (ou policromatismo) é um fenómeno em que o matiz de um material ou solução depende da concentração da substância absorvente e da profundidade ou espessura do meio atravessado. Na maioria das substâncias que não são dicromáticas, apenas o brilho e a saturação da cor dependem da sua concentração e espessura da camada.

Exemplos de substâncias dicromáticas são o óleo de semente de abóbora, o azul de bromofenol e a resazurina. Quando a camada de óleo de semente de abóbora é inferior a 0,7 mm de espessura, o óleo aparece verde brilhante, e na camada mais espessa do que isso, parece vermelho brilhante.

O fenômeno está relacionado tanto às propriedades físico-químicas da substância quanto à resposta fisiológica do sistema visual humano à cor. Esta base fisico-fisiológica combinada foi explicada pela primeira vez em 2007.

Explicação física
As propriedades dicromáticas podem ser explicadas pela lei de Beer-Lambert e pelas características de excitação dos três tipos de fotorreceptores do cone na retina humana. O dicromatismo é potencialmente observável em qualquer substância que possua um espectro de absorção com um mínimo local largo mas superficial e um mínimo local estreito mas profundo. A largura aparente do mínimo profundo também pode ser limitada pelo fim do alcance visível do olho humano; neste caso, a largura total verdadeira pode não ser necessariamente estreita. À medida que a espessura da substância aumenta, a tonalidade percebida muda daquela definida pela posição do mínimo largo mas superficial (em camadas finas) à tonalidade do mínimo profundo, mas estreito (em camadas espessas).

O espectro de absorbância do óleo de semente de abóbora tem o mínimo largo mas superficial na região verde do espectro e mínimo local profundo na região vermelha. Em camadas finas, a absorção em qualquer comprimento de onda verde específico não é tão baixa quanto é para o mínimo vermelho, mas uma banda mais larga de comprimentos de onda esverdeados é transmitida e, portanto, a aparência geral é verde. O efeito é reforçado pela maior sensibilidade ao verde dos fotorreceptores no olho humano, e o estreitamento da faixa de transmissão vermelha pelo limite de comprimento de onda longo da sensibilidade do fotorreceptor do cone. De acordo com a lei de Beer-Lambert, ao visualizar através da substância colorida (ignorando assim a reflexão), a proporção de luz transmitida a um dado comprimento de onda, T, diminui exponencialmente com a espessura t, T = e, em que a é a absorbância nesse comprimento de onda. Seja G = e − aGt a transmitância verde e R = e − aRt a transmitância vermelha. A razão das duas intensidades transmitidas é então (G / R) = e (aR-aG) t. Se a absorbância vermelha for menor que a verde, então, à medida que a espessura t aumenta, o mesmo acontece com a proporção de luz transmitida de vermelho para verde, o que faz com que o tom aparente da cor mude de verde para vermelho.

Quantificação
A extensão do dicromatismo do material pode ser quantificada pelo índice de dicromaticidade de Kreft (DI). É definido como a diferença no ângulo de matiz (Δhab) entre a cor da amostra na diluição, onde o chroma (saturação de cor) é máximo e a cor de quatro vezes mais diluída (ou mais fina) e quatro vezes mais concentrada (ou mais espessa) amostra. As duas diferenças angulares de matiz são chamadas de índice de dicromaticidade para índice de dicromaticidade mais claro (Kreft’s DIL) e dicromaticidade para mais escuro (Kreft’s DID), respectivamente. O índice de dicromaticidade de Kreft, DIL e DID, para o óleo de abóbora, que é uma das substâncias mais dicromáticas, é −9 e −44, respectivamente. Isso significa que o óleo de abóbora muda sua cor de verde-amarelo para laranja-vermelho (para 44 graus no espaço de cor de laboratório) quando a espessura da camada observada é aumentada de 0,5 a 2 mm cca; e muda ligeiramente para verde (para 9 graus) se sua espessura é reduzida para 4 vezes.

História
Um registro de William Herschel (1738-1822) mostra que ele observou dicromatismo com uma solução de sulfato ferroso e tintura de nozes em 1801, quando trabalhava em um telescópio solar inicial, mas não reconheceu o efeito.