ABSORCIN, TRANSMISIN Y DISPERSINel estilo de subttulo del Haga clic para modificarpatrn

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CONTENIDO Definicin de luz Absorcin Absorcin en metales Absorcin en aislantes Absorcion en dielctricos Coeficiente de absorcin Absorcion por cromforos

Dispersin y opacidad5/1/12 Conclusin

Definicin de luzLa luz es una perturbacin electromagntica

oscilatoria que tiene su origen en una alteracin energtica de un medio material y se propaga por el espacio o por los medios materiales que se interponen en su camino.

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Definicin de luzA diferencia de otros tipos de perturbaciones

oscilatorias, como las ondas de presin del sonido o las oscilaciones en una cuerda de guitarra, la luz tiene la particularidad de que no necesita de un medio material para propagarse ya que se ha comprobado que se propaga tambin en el espacio vacio.

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Definicin de luzSe necesita de un medio material para

originarse, ya sea un cuerpo caliente o incandescente o un material que ha sido previamente excitado a estados superiores de energa y vuelve a su estado de equilibrio emitiendo radiacin.

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AbsorcinEs el proceso por el cual la radiacin, en este

caso la luz es captada por la materia. Cuando la absorcin se produce dentro del rango de la luz visible, recibe el nombre de absorcin ptica.

Esta radiacin, al ser absorbida, puede, bien

ser remitida o bien transformarse en otro tipo de energa, como calor o energa elctrica.

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AbsorcinTodos los materiales absorben en

algnrango de frecuencias. Aquellos que absorben en todo el rango de la luz visible son llamados materialesopacos, mientras que si dejan pasar dicho rango de frecuencias se les llamatransparentes. Es precisamente este proceso de absorcin y posterior reemisin de la luz visible lo que da color a la materia.

Los colores que muestra el espectro (arco iris)

son la combinacin de loscolores primarios, que no incluyen el blanco ni elnegro, pues 5/1/12 stos se consideran valores. Elblancoestara

Absorcin a nivel microscpico

Es el fenmeno por el cual la energa de un

fotn estomadapor otra partcula, como por ejemplo un tomocuyoselectrones de valenciaefectan una transicin entre dos niveles de energa electrnica. El fotn resulta entoncesabsorbidoen la operacin, la energa electromagntica es absorbida y convertida en energa electrnica. Esta energa absorbida se puede volver a transformar en:

Energa electromagntica por emisin de5/1/12 fotones.

Absorcin a nivel macroscpico

En trminos del electromagnetismo clsico,

laabsorcines el fenmeno por el cual los materiales no transparentes atenan cualquier onda electromagntica que pasa por ellos, la energa absorbida se convierte en calor. fenmeno de ladispersin.

El fenmeno de absorcin se relaciona con el

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Mecanismos de absorcin

Uno de los principales mecanismos de

absorcin es la promocin de un electrn de un nivel lleno a otro nivel mas alto que esta sin llenar, en una banda de energa.

Dondehes laconstante de Planck,ces5/1/12 lavelocidad

de la luz, yes lalongitud de

Absorcin en metalesLas bandas de energa parcialmente llenas de

los metales hacen que los electrones de conduccin tengan libertad para responder a ondas electromagnticas de casi cualquier frecuencia.

La fuerte respuesta de los electrones evita

que el metal transmita la luz, excepto cuando se adelgaza a menos de 100nm.

La fuerte potencia reflectora se debe a la alta

conductividad, un conductor perfecto seria igual un reflector perfecto por el motivo que la 5/1/12

Absorcin en metalesBasndose en la coloracin de los metales,

podemos decir que la intensidad de absorcin varia a travs de la regin visible del espectro. Esto se debe a variaciones en la absorcin de electrones.

La absorcin suele ser mas fuerte a energas

fotonicas mas altas (menos amplitud de onda). Por lo tanto el metal refleja el color complementario, que es el amarillo, cuando la absorcin es dbil, o el rojizo como el cobre 5/1/12

Absorcin en metalesLos metales absorben fotones en la regin de

bajas frecuencias es por eso que los metales son opacos a luz visible, sin embargo los fotones de los rayos x, se transmiten porque los electrones no son lo suficientemente rpidos para absorber de esos rayos.

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Absorcin en semiconductoresLos semiconductores son transparentes a

bajas frecuencias. No pueden absorber la luz debido a la promocin de electrones a otro nivel, a menos que la inercia del fotn sea mayor que la de la banda prohibida, solo hay absorcin si E > Eg

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Absorcin en semiconductoresLa energa de la luz en el espectro visible es

aproximadamente igual a la del intervalo prohibido de la mayor parte de los semiconductores.

Al igual que los metales los semiconductores

no pueden absorber las altas frecuencias.

5/1/12 Solo muestran absorcin en la regin visible.

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Absorcin en dielctricosLos dielctricos como es sabido tienen una

banda prohibida mas ancha lo que hace que tengan una absorcin a frecuencias mayores que las de los semiconductores.

Los dialecticos inicos tambin tienen una

zona de absorcin a frecuencias bajas.

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Absorcin en dielctricosEl lugar del pico de absorcin depende a la

frecuencia a la que la radiacin incidente entra en resonancia con la del movimiento oscilatorio de aniones y cationes.

Es posible a que haya varios picos de

absorcin si hay varios tipos de anin o catin.

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Coeficiente de absorcinEn general se expresa un ndice de absorcin

en forma del coeficiente de absorcin, : =4k/

La fraccin de luz transmitida por una

muestra homognea, I/Io, es funcin del cociente de absorcin y del espesor x.

5/1/12 En forma matemtica se expresa con la ley de

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Coeficiente de absorcinAl integrar la ecuacin se obtiene:I/I0 = exp (- x)

La relacin que hay entre la intensidad

transmitida entre la intensidad inicial es la transmisin. La suma de las fracciones de luz absorbida, A, luz transmitida T, y luz reflejada R, para el material debe ser igual a uno.5/1/12

Absorcin por cromforos

Definicin: Uncromforoes la parte o

conjunto detomosde unamolcularesponsable de sucolor. Tambin se puede definir como una sustancia que tiene muchos electrones capaces de absorber energa o luz visible, y excitarse para as emitir diversos colores, dependiendo de las longitudes de onda de la energa emitida por el cambio de nivel energtico de los electrones, deestado excitadoaestado fundamentalo basal.

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Absorcin por cromforosComo ejemplos de aditivos que se usan para

dar color estn el Mn, en los vidrios de oxido para dar el color amarillo, el Co para el azul, los colorantes en las fibras naturales y los que se agregan a los polmeros fundidos.

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Absorcin por cromforoEl valor del coeficiente de absorcin varia en

forma directa con la concentracin del comforo.

Por lo tanto la ecuacin se ajusta a la

ecuacin de Beer-Lambert:

Donde: es el coeficiente de extincion, c la

concentracin de cromforo y l el espesor.

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Aplicacin de cromforosUna aplicacin de los vidrios cromforos son

los lentes con tecnologa fotogray que cambian de color a la exposicin de la luz solar, permitiendo as el paso de cierto tipo de luz.

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Dispersin y opacidadUn material opaco es aquel que absorben

mucho o dispersan mucho la luz.

La dispersada se puede describir como la

presencia de heterogeneidades en el ndice de refraccin. Mientras mayor sea la diferencia de ndices de refraccin del medio y de la heterogeneidad, se produce mas dispersin.

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Comparacin de materiales segn su opacidad y dispersada. Un monocristal de cuarzo es transparente,

porque tiene una banda prohibida y no tiene heterogeneidades intrnsecas, lo mismo sucede con algunos otros vidrios sin presencia de cromforos.

Ahora revisemos a algunos xidos

policristalinos y los polmeros policristalinos, la diferencia de ndices de refraccin entre las regiones cristalinas y amorfas origina gran dispercidad en estos materiales y en consecuencia generan opacidad como en los 5/1/12 cermicos.

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