Interacción de la Luz con los Materiales

Interacción de la Luz con los Materiales

Cuando un haz de luz de cierta intensidad I_O incide sobre un material, una parte de este haz de luz atraviesa el material, esto es la intensidad transmitida I_T, una parte del haz luminoso es absorbida por el material I_A, otra parte del haz se refleja I_R (Figura 87).

Fig. 87 – Interacción de luz con los materiales

 

Esta interacción de la luz con el material tiene que ver con su estructura amorfa o cristalina. En la estructura amorfa, no existe cualquier ordenamiento espacial de los átomos o moléculas que constituyen el material. En la estructura cristalina existe un completo ordenamiento espacial de los átomos y moléculas que constituyen el material. Algunos tipos de materiales exhiben apneas un cierto grado de cristalinidad.

Se puede escribir:

En la cual:

Se dice transmitancia o transmisividad (T) al cociente:

 Se dice absorbancia o absortividad (A) al cociente:

 Se dice reflectancia o reflectividad (R) al cociente:

Obviamente que:

Los materiales se dicen transparentes cuando:

O sea, la intensidad de luz transmitida es muy cercana a la intensidad de la luz incidente.

Los materiales se dicen translucidos cuando:

O sea, la intensidad de luz transmitida es una pequeña fracción de la intensidad de luz incidente.

Los materiales se dicen opacos cuando:

O sea, en este caso la intensidad de luz transmitida es nula o casi nula.

 

Transparencia

Antes hemos dicho que la interacción de la luz con los materiales tiene que ver con su estructura amorfa, cristalina o parcialmente amorfa/cristalina. En los materiales de estructura amorfa la luz incidente atraviesa su estructura de átomos/moléculas constituyentes sin cualquier dificultad, pues no encuentra planos cristalinos para que sea reflejada. Por esta razón los materiales amorfos son completamente transparentes.

Los compuestos de caucho pueden ser adecuadamente formulados para que presenten características de elevada transparencia. Tarea que exige una correcta selección del tipo de caucho, cargas, plastificantes, sistemas de activación de la vulcanización y de los restantes ingredientes, en general.

También las condiciones de vulcanización (temperatura), son determinantes en la obtención de un vulcanizado transparente. Este tipo de compuestos es muy utilizado en el fabrico de distintos tipos de artefactos, a saber, artículos de higiene y farmacia, tuberías para usos quirúrgicos, componentes para calzado, etc.

 

Traslucidez o Translucencia

Cuando la luz atraviesa un material con cierto grado de cristalinidad, ella puede ser parcialmente reflejada hacia el exterior, por fenómenos de dispersión en el interior del material (reflexión en los planos cristalinos existentes). Esta dispersión de la luz confiere al material un aspecto de menor transparencia y la observación de una imagen a través de este material nos muestra una imagen borrosa.

Este es, en realidad, la diferencia entre traslucidez (o translucencia) y transparencia, las imágenes que se observan a través de materiales translucidos no son nítidas, presentándose borrosas. El grado de traslucidez o translucencia es determinado por el grado de cristalinidad presente en el material.

Los compuestos de caucho se pueden formular de manera adecuada para presentaren características de traslucidez (caucho traslucido). Esta tarea exige también una correcta selección del tipo de ingredientes utilizados. Este tipo de compuesto es muy utilizado en el fabrico de componentes de calzado y de algunos artefactos para aplicaciones distintas.

 

Opacidad

En polímeros de alta cristalinidad, los fenómenos de la reflexión de la luz en los varios planos cristalinos son muy intensos. Esta intensa dispersión de la luz provoca una competa perdida de transparencia y el material se hace opaco.

Este fenómeno ocurre con frecuencia en compuestos de caucho y se debe a, no solamente al tipo de caucho que se utiliza y al elevado número de sustancias presentes y sus índices de refracción, pero también a un bajo grado de dispersión. Los compuestos de caucho correctamente formulados son, por lo general, opacos.