Opacidad (óptica)

Opacidad es la medida de impenetrabilidad a la radiación electromagnética o de otro tipo, especialmente la luz visible. En transferencia radiativa, describe la absorción y dispersión de la radiación en un medio, como plasma, dieléctrico, material protector, vidrio, etc. Un objeto opaco no es transparente (permite que toda la luz pase a través de él). ) ni translúcido (dejando pasar algo de luz). Cuando la luz incide en una interfaz entre dos sustancias, en general una parte puede reflejarse, otra absorberse, otra dispersarse y el resto transmitirse (ver también refracción). La reflexión puede ser difusa, por ejemplo, la luz que se refleja en una pared blanca, o especular, por ejemplo, la luz que se refleja en un espejo. Una sustancia opaca no transmite luz y, por lo tanto, la refleja, dispersa o absorbe toda. Otras categorías de apariencia visual, relacionadas con la percepción de reflexión y transmisión de luz regular o difusa, se han organizado bajo el concepto de cesia en un sistema de orden con tres variables, incluyendo opacidad, transparencia y translucidez entre los aspectos involucrados. Tanto los espejos como el negro de humo son opacos. La opacidad depende de la frecuencia de la luz que se considera. Por ejemplo, algunos tipos de vidrio, aunque transparentes en el campo visual, son en gran medida opacos a la luz ultravioleta. Una dependencia de la frecuencia más extrema es visible en las líneas de absorción de gases fríos. La opacidad se puede cuantificar de muchas formas; por ejemplo, consulte el artículo descripciones matemáticas de la opacidad.

Diferentes procesos pueden provocar opacidad, incluidos la absorción, la reflexión y la dispersión.

Etimología

Opake del inglés medio tardío, del latín opacus 'oscurecido'. La ortografía actual (rara antes del siglo XIX) ha sido influenciada por la forma francesa.

Radiopacidad

Radiopacidad se utiliza preferentemente para describir la opacidad de los rayos X. En la medicina moderna, las sustancias radiodensas son aquellas que no dejan pasar los rayos X o radiaciones similares. Las imágenes radiográficas se han visto revolucionadas por los medios de contraste radiodenso, que pueden pasar a través del torrente sanguíneo, el tracto gastrointestinal o el líquido cefalorraquídeo y utilizarse para resaltar imágenes de tomografías computarizadas o rayos X. La radiopacidad es una de las consideraciones clave en el diseño de diversos dispositivos, como guías o stents, que se utilizan durante la intervención radiológica. La radiopacidad de un dispositivo endovascular determinado es importante ya que permite realizar un seguimiento del dispositivo durante el procedimiento intervencionista.

Definición cuantitativa

Las palabras "opacidad" y "opaco" se utilizan a menudo como términos coloquiales para objetos o medios con las propiedades descritas anteriormente. Sin embargo, aquí también se proporciona una definición cuantitativa específica de "opacidad", utilizada en astronomía, física del plasma y otros campos.

En este uso, la "opacidad" es otro término para el coeficiente de atenuación masiva (o, dependiendo del contexto, coeficiente de absorción masiva, la diferencia se describe aquí) ${\displaystyle \kappa _{\nu }$ a una frecuencia particular ${\displaystyle \nu }$ de radiación electromagnética.

Más específicamente, si un rayo de luz con frecuencia ${\displaystyle \nu }$ viaja a través de un medio con opacidad ${\displaystyle \kappa _{\nu }$ y densidad de masa ${\displaystyle \rho }$, ambos constantes, entonces la intensidad se reducirá con la distancia x según la fórmula

$${\displaystyle I(x)=I_{0}e^{-\kappa _{\nu }\rho x}$$

• x es la distancia que la luz ha recorrido a través del medio
• ${\displaystyle I(x)}$ es la intensidad de la luz que permanece a distancia x
• ${\displaystyle I_{0}$ es la intensidad inicial de la luz, a ${\displaystyle x=0}$

Para un medio dado a una frecuencia dada, la opacidad tiene un valor numérico que puede oscilar entre 0 e infinito, con unidades de longitud²/masa.

La opacidad en el trabajo sobre contaminación del aire se refiere al porcentaje de luz bloqueada en lugar del coeficiente de atenuación (también conocido como coeficiente de extinción) y varía desde 0 % de luz bloqueada hasta 100 % de luz bloqueada:

$${\displaystyle {\text{Opacity}}=100\%\left(1-{\frac {I(x)}{I_{0}}}\right)}$$

Opacidades de Planck y Rosseland

Es habitual definir la opacidad promedio, calculada utilizando un determinado esquema de ponderación. Opacidad del avión (también conocido como Planck-Mean-Absorption-Coefficient) utiliza la distribución normalizada de la densidad de radiación del cuerpo negro Planck, ${\displaystyle B_{\nu }(T)}$, como la función de ponderación, y promedios ${\displaystyle \kappa _{\nu }$ directamente:

$${\displaystyle \kappa _{}={\int _{0} {\infty }\kappa _{\nu }B_{\nu }(T)d\nu \over \int _{0}\infty }B_{\nu }(T)d\nu }=\left({\pi \over \sigma\sigma T^{4}\right)\int ¿Por qué?$$

${\displaystyle \sigma }$

Rosseland opacity (después de Svein Rosseland), por otro lado, utiliza un derivado de temperatura de la distribución Planck, ${\displaystyle u(\nuT)=\partial B_{\nu }(T)/\partial T}$, como la función de ponderación, y promedios ${\displaystyle \kappa _{\nu } {-1}$,

$${\displaystyle {\frac}{\kappa }={\frac {\int ¿Por qué?$$

${\displaystyle \lambda _{\nu }=(\kappa _{\nu }\rho)^{-1}$

$${\displaystyle \kappa _{\rm {es}=0.20(1+X)\,\mathrmcm {^{2}\,g^{-1}}$$

${\displaystyle X}$

$${\fnMicrosoft Sans Serif}=0.64\times 10^{23}(\rho [{\rm {\g}~{\rm {\,cm} {}}} {}} {\g}} {\g} {\g}} {\g}} {\g}} {\g}} {\g}}} {\g}} {\g}}} {\g}}}}}} {\g}}}} {\g}}} {\g}}}}}} {\g} {\g}}} {\g}}}}}}}} {\g}}}}}}}}}}}}} {\g}}}}} {\g}}} {\g} {\g}}}} {\g}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {\g}} {\g} {\g}}}}}} {\g}}}}}}}}}}} {\$$

$${\displaystyle {\frac}{\kappa }={\frac {\int ¿Por qué? {es}}+\kappa _{\nu{\rm {ff}})}{-1}u(\nut)d\nu }{\int _{0} {\infty }u(\nut)d\nu }}}}$$