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miércoles, 15 agosto 2018 español
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Transmisión

2c. Transmisión

vidrio
Objetos transparentes

La transmisión es el fenómeno por el cual la luz atraviesa el objeto sin sufrir cambios en su energía. Esta propiedad es inherente a los objetos transparentes.

La transmisión se suele dividir en 3 tipos:

transm
Fenómenos de transmisión.

 

- Transmisión directa: es la transición propiamente dicha, en la que el haz atraviesa el objeto sin sufrir cambios. Aclaración: la luz puede sufrir cambios, pero fuera del intervalo visible, por lo tanto no lo percibimos.

- Transmisión difusa: al atravesar el objeto, la luz se disipa debido a un fenómeno de refracción o esparcimiento (se verá en lecciones posteriores). Es la causante de que algunos objetos sean translúcidos.

vidrios
Objeto translúcido

- Transmisión selectiva: esta es una combinación entre la transmisión y la absorción, y es la causante de las soluciones coloreadas. Por lo general, los vidrios de colores se deben a este fenómeno.

Como ya sabemos, la luz que incide sobre un objeto suele sufrir absorción y reflexión. Si lo combinamos con la transmisión, se pueden tener los tres efectos en conjunto:

transmis
Objeto transparente coloreado

Generalmente la absorción que da lugar a las soluciones coloreadas es a nivel molecular. La absorción ocurre entre un ión, átomo o molécula, y un ligando.

 

Los iones son átomos o moléculas que perdieron o ganaron electrones y quedan cargados eléctricamente. Esta carga hace que moléculas de su alrededor (moléculas del solvente, generalmente agua) se acerquen y se liguen al ión, formando un nuevo "enlace" ión--ligando. Este enlace contiene electrones y por lo tanto niveles electrónicos. Hay muchos efectos que pueden ocurrir entre estos niveles, pero lo importante es destacar la existencia de niveles electrónicos, que poseen una diferencia de energía ΔE= hν, lo que le da la capacidad de absorber la luz.

 

Este efeto es más notorio con iones de metales de transición, debido a la gran cantidad de electrones que poseen, y porque las energías ΔE al interaccionar con un ligando, están en la zona de la luz Visible.

A veces se puede conseguir esta cualidad en un sólido, como cuando se forman cristales de complejos con alúmina, dando origen a muchas piedras preciosas coloreadas.

pedras preciosas3
Diversas piedras preciosas

Las piedras preciosas se suelen pulir en diversos ángulos, de modo que al observarla en cierto ángulo, percibamos el color por transmisión en algunas caras, y reflexión (le da el carácter brilloso) en otras. Recordemos que cuando vemos una superficie más perpendicularmente se hace más notoria la reflexión.

 

Se puede establecer una relación entre la luz absorbida y la transmitida, definiendo la absorbancia (A) y transmitancia (T):

 

Sea I0 la intensidad de la luz que incide en la sustancia, e I la intensidad de la luz que la atraviesa:

----I0---> [sustancia] ----I--->

Transmitancia:T= I/I0. Absorbancia: A= -log10T.

A su vez, la absorbancia tiene una relación con la cantidad de componentes absorbentes, según la ecuación de Lambert-Beer:

A= εbC

ε: Absortividad molar. Depende de la sustancia. [L/(cm·mol)]

b: Paso óptico. Distancia que recorre el haz dentro de la muestra. [cm]

C: Concentración de los componentes absorbentes. [M]

Esta ecuación sólo es válida a bajas concentraciones. Permite relacionar linealmente la concentración de los componentes absorbentes, con la intensidad de luz absorbida.

 

Una duda que puede surgir es que si los objetos transparentes dejan pasar toda la luz, entonces son blancos? Sucede que la luz que atraviesa, no interactúa con la sustancia. Se dice que la sustancia es incolora, lo cual genera un inconveniente con la transmisión selectiva: Las sustancias transparentes coloreadas, serán incoloras para el color que deja transmitir.

 

Esta confusión se resuelve definiendo el color como el opuesto al de absorción. Un objeto que deja pasar la luz azul, absorbe el amarillo, por lo tanto es de color azul (opuesto al amarillo). El vidrio perfectamente transparente no absorbe ningún color, por lo tanto es incoloro.

Personalmente prefiero definir al vidrio perfectamente transparente como "blanco de transimisión directa", y diferenciarlo de un vidrio esmerilado que sería "blanco de transmisión difusa". De esta manera conservar la convención de definir un objeto opaco blanco mate como "blanco de reflexión difusa" y un espejo como "blanco de reflexión especular".

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