Spat de Islanda: Cristalul care a pus bazele opticii geometrice

Saga islandezilor din secolul al X-lea consemneaza detaliile calatoriilor vikingilor. Acestea descriu o misterioasa "piatra a soarelui", utilizata de catre navigatorii scandinavi pentru localizarea Soarelui, care se putea folosi si atunci cand era nor.

Aceasta este Spatul de Islanda, cunoscut anterior si sub denumirea de cristal de Islanda, o varietate transparenta de calcit (carbonat de calciu cristalizat). Luati in calcul faptul ca lumina provenita de la Soare (la fel si a unui bec) este nepolarizata. Ea are 2 componente, unda electrica si unda magnetica, acestea propagandu-se in toate directiile insa in plane perpendiculare pe directia de propagare a undei. Daca plasezi un filtru in calea luminii componenta electrica se poate propaga pe o directie unica, atunci ai obtinut o lumina polarizata.

Cristale de Islanda pe fundal rosu, sursa photo: pxhere.com

Un astfel de filtru este Cristalul de Islanda. Acesta se prezinta sub forma de cristale mari, usor de despicat in forma de romburi. Spatul de Islanda folosit ca filtru, permite descompunerea razei de lumina emisa de Soare, cand aceasta strabate corpul lui. Se produce un fenomen comun de dubla refractie numit birefringenta. Astfel, obiectele privite prin acest cristal vor aparea dublate.

Cat de folositor le-a fost acest cristal vikingilor?

Cercetatorii au studiat o bucata de spat de Islanda descoperita la bordul unei nave din Epoca Elisabetana si scufundata în 1592. Astfel, s-a descoperit ca miscarea cristalului in interiorul si in afara campului vizual, duce la aparitia unui model distinctiv de puncte duble, aliniate pe directia Soarelui.

Mai avem doar 2 precizari de facut inainte de a intelege cum lucrau vikingii si de ce au fost ei cuceritorii marilor. Prima se refera la faptul ca observatia tine de anumite particularitati ale ochiului (fenomen entopic). Deplasarea cristalului tine de sensibilitatea foveei, locul de pe retina unde imaginea apare cel mai clar.

Cristale de Islanda, sursa photo: flickr.com

Sa ne imaginam acum ca suntem in marile nordului, navigand pe una dintre corabii, alaturi de cuceritorii vikingi.  Ne aflam intr-o zi cu nori sau la crepuscul. Greu de orientat fara lumina si pozitia Soarelui, in acele vremuri. Vikingul de serviciu ia Cristalul de Islanda si priveste prin el spre cer, se produce fenomenul de birefringenta. El roteste cristalul pana la un punct in care razele refractate sunt la fel de puternice. A avut grija ca intr-o zi cu Soare sa marcheze pe corpul cristalului o referinta. Va corecta drumul corabiei dupa diferenta dintre aceste repere.

Asa au reusit vikingii sa descopere teritorii noi, Cristalul de Islanda fiind, in acele vremuri, o nepretuita busola.