Interacção da Luz com os Materiais

Quando um feixe de luz de determinada intensidade I_O incide num material, uma parte deste feixe de luz atravessa o material; é a chamada intensidade transmitida I_T; uma parte do feixe luminoso é absorvida pelo material, I_A; uma outra parte do feixe é reflectida I_R (Figura 52).

Fig. 52 – Interacção da luz com os materiais

Esta interacção da luz com o material tem a ver com a sua estrutura amorfa ou cristalina. Na estrutura amorfa, não existe qualquer ordenamento espacial dos átomos ou moléculas que constituem o material. Na estrutura cristalina existe um completo ordenamento espacial dos átomos e moléculas que constituem o material. Alguns tipos de materiais exibem apenas um certo grau de cristalinidade.

Podemos escrever:

I_O = I_T + I_R + I_A

Sendo:
I_O = Intensidade do feixe de luz incidente;
I_T = Intensidade do feixe de luz transmitida;
I_R = Intensidade do feixe de luz reflectida;
I_A = Intensidade do feixe de luz absorvida;

Chama-se transmitância ou transmissividade (T) ao cociente:

T = I_T / I_O

Chama-se absorvância ou absortividade (A) ao cociente:

A = I_A / I_O

Chama-se reflectância ou reflectividade (R) ao cociente:

R = I_R / I_O

Obviamente que:

T + A + R = 1

Os materiais dizem-se transparentes quando:

T >> A + R ;  T ≈ 1

A intensidade de luz transmitida é muito próxima da intensidade de luz incidente.

Os materiais dizem-se translúcidos quando:

T << 1 ,

A intensidade de luz transmitida é uma pequena fracção da intensidade de luz incidente.

Os materiais dizem-se opacos quando:

T << A + R ;  T ≈ 0

Neste caso, a intensidade de luz transmitida é praticamente nula.

Transparência

Dissemos atrás que a interacção da luz com os materiais tem a ver com a sua estrutura amorfa, cristalina ou parcialmente amorfa/cristalina. Nos materiais de estrutura amorfa, a luz incidente atravessa os seus átomos/moléculas constituintes sem qualquer dificuldade, pois não encontra planos cristalinos para ser reflectida. Por esta razão, os materiais amorfos são completamente transparentes.

Os compostos de borracha podem ser adequadamente formulados para apresentarem características de elevada transparência, tarefa que exige uma correcta selecção do tipo de borracha, cargas, plastificantes, sistema de activação da vulcanização e dos restantes ingredientes, em geral. Também as condições de vulcanização (temperatura), são determinantes na obtenção de um vulcanizado transparente. Este tipo de compostos é muito utilizado no fabrico de diversos tipos de artefactos, nomeadamente artigos de higiene e farmácia, tubagens para fins cirúrgicos, componentes para calçado, etc.

Translucidez ou Translucência

Quando a luz atravessa um material com certo grau de cristalinidade, ela pode ser reflectida parcialmente para o exterior, devido a fenómenos de dispersão no interior do material (reflexão nos planos cristalinos existentes). Esta dispersão da luz confere ao material um aspecto de menor transparência e a observação de uma imagem através deste material mostra uma imagem desfocada. Esta é, de facto, a diferença entre translucidez ou translucência e transparência; as imagens que são observadas através de materiais translúcidos não são nítidas, parecendo desfocadas. O grau de translucidez ou translucência é determinado pelo grau de cristalinidade presente no material.

Os compostos de borracha podem ser adequadamente formulados para apresentarem características de translucidez (borracha translúcida). Esta tarefa exige também uma correcta selecção do tipo de ingredientes utilizados. Este tipo de compostos é muito utilizado no fabrico de componentes para calçado e de alguns artefactos para aplicações variadas.

Opacidade

Em polímeros de alta cristalinidade, os fenómenos de reflexão da luz nos vários planos cristalinos são muito intensos. Esta intensa dispersão da luz provoca uma completa perda de transparência e o material torna-se opaco.

Este fenómeno ocorre com frequência em compostos de borracha, e é devido, não somente ao tipo de borracha utilizada, ao elevado número de substâncias presentes e respectivos índices de refracção, mas também a um deficiente grau da sua dispersão. Os compostos de borracha correntemente formulados são, em geral, opacos.