Absorción (radiación electromagnética)
En física, la absorción de radiación electromagnética es la forma en que la materia (normalmente electrones unidos en átomos) absorbe la energía de un fotón y, por lo tanto, transforma la energía electromagnética en energía interna del absorbente (por ejemplo). ejemplo, energía térmica).
Un efecto notable de la absorción de radiación electromagnética es la atenuación de la radiación; La atenuación es la reducción gradual de la intensidad de las ondas de luz a medida que se propagan a través del medio.
Aunque la absorción de las ondas no suele depender de su intensidad (absorción lineal), en determinadas condiciones (óptica) la transparencia del medio cambia por un factor que varía en función de la intensidad de la onda, y la absorción saturable ( o absorción no lineal).
Cuantificación de la absorción
Muchos enfoques pueden potencialmente cuantificar la absorción de radiación, y a continuación se detallan ejemplos clave.
- El coeficiente de absorción junto con algunas cantidades derivadas estrechamente relacionadas
- El coeficiente de atenuación (NB utilizado infrecuentemente con significado sinónimo de "coeficiente de absorción")
- El coeficiente de atenuación Molar (también llamado "absorción molar"), que es el coeficiente de absorción dividido por la molaridad (ver también la ley Beer-Lambert)
- El coeficiente de atenuación masiva (también llamado "coeficiente de extinción masiva"), que es el coeficiente de absorción dividido por densidad
- La sección transversal de absorción y la sección transversal de dispersión, relacionados estrechamente con los coeficientes de absorción y atenuación, respectivamente
- "Extinción" en astronomía, que equivale al coeficiente de atenuación
- Otras medidas de absorción de radiación, incluyendo profundidad de penetración y efecto de la piel, constante de propagación, constante de atenuación, constante de fase y número complejo de onda, índice refractivo complejo y coeficiente de extinción, constante dielectrica compleja, resistencia eléctrica y conductividad.
- Medidas relacionadas, incluyendo la absorción (también llamada " densidad óptica") y profundidad óptica (también llamada "groso óptico")
Todas estas cantidades miden, al menos hasta cierto punto, qué tan bien un medio absorbe la radiación. El que utilizan los profesionales varía según el campo y la técnica, a menudo debido simplemente a la convención.
Medición de la absorción
La absorbancia de un objeto cuantifica cuánta luz incidente es absorbida por él (en lugar de reflejarse o refractarse). Esto puede estar relacionado con otras propiedades del objeto mediante la ley de Beer-Lambert.
Las mediciones precisas de la absorbancia en muchas longitudes de onda permiten la identificación de una sustancia mediante espectroscopia de absorción, donde una muestra se ilumina desde un lado y se mide la intensidad de la luz que sale de la muestra en todas las direcciones. Algunos ejemplos de absorción son la espectroscopia ultravioleta-visible, la espectroscopia infrarroja y la espectroscopia de absorción de rayos X.
Aplicaciones
Comprender y medir la absorción de radiación electromagnética tiene una variedad de aplicaciones.
- En la propagación de la radio, está representada en la propagación sin línea de visión. Por ejemplo, véase la computación de atenuación de onda de radio en la atmósfera utilizada en el diseño de enlaces por satélite.
- En meteorología y climatología, las temperaturas mundiales y locales dependen en parte de la absorción de radiación por gases atmosféricos (como en el efecto invernadero) y superficies terrestres y oceánicas (véase albedo).
- En la medicina, los rayos X son absorbidos en diferentes dimensiones por diferentes tejidos (especialmente el hueso), que es la base para la imagen de rayos X.
- En la química y la ciencia de materiales, diferentes materiales y moléculas absorben la radiación en diferentes dimensiones a diferentes frecuencias, lo que permite la identificación de materiales.
- En la óptica, gafas de sol, filtros de colores, tintes y otros materiales de este tipo están diseñados específicamente con respecto a las longitudes de onda visibles que absorben, y en qué proporciones están.
- En la biología, los organismos fotosintéticos requieren que la luz de las longitudes de onda apropiadas sea absorbida dentro del área activa de cloroplastos, para que la energía de la luz pueda convertirse en energía química dentro de los azúcares y otras moléculas.
- En física, se sabe que la D-región de la ionosfera de la Tierra absorbe significativamente las señales de radio que caen dentro del espectro electromagnético de alta frecuencia.
- En la física nuclear, la absorción de las radiaciones nucleares se puede utilizar para medir los niveles de fluidos, densitometría o mediciones de espesor.
En la literatura científica se conoce un sistema de espejos y lentes que con un láser "puede permitir que cualquier material absorba toda la luz desde una amplia gama de ángulos".