Was ist optische Dichte?
Im allgemeinsten Sinne des Begriffs misst die optische Dichte, wie viel Licht ein Objekt absorbiert und wie viel Licht das Objekt durchläuft. In der Wissenschaft und Technik wird die optische Dichte verwendet, um die Arten von Materialien zu bestimmen, aus denen ein Objekt besteht. Ingenieure und Wissenschaftler können die optische Dichte verwenden, um weitere Informationen über die Eigenschaften eines Objekts, wie z. B. die Komponenten und Eigenschaften von Öl, zu erhalten, oder um im medizinischen Bereich Bakterien und Proteine zu untersuchen, die in einer Zelle gefunden werden.
Wissenschaftler, die an medizinischen Experimenten arbeiten, können die optische Dichte verwenden, um Zellen zu untersuchen. Eine Zelle wird aufgehängt und ein Lichtstrahl durchgelassen. Anhand der Menge des durchgelassenen Lichts kann der Wissenschaftler bestimmte Organismen wie Bakterien bestimmen, die in der Zelle wachsen. Hohe Bakterienpopulationen verändern die optische Dichte eines Objekts und verhindern, dass Licht durch das Objekt dringt. Zellen mit weniger Bakterien lassen möglicherweise mehr Licht durch.
Um die Ergebnisse dieser Tests zu sehen, wird ein Spektrophotometer verwendet. Dieses Gerät misst, wie viel Licht von einem Objekt reflektiert wird oder wie viel Wellenlänge durch ein Objekt geleitet wird. Sobald die Zelle oder ein anderes Testmaterial in das Spektrophotometer eingelegt wurde, wird ein bestimmter Lichtstrahl auf die Probe gerichtet und die Ergebnisse in der Anzeige angezeigt. Der Wissenschaftler kann dann bestimmte Eigenschaften der betreffenden Zelle bestimmen, beispielsweise die Menge der darin befindlichen Bakterien.
Was das Spektrophotometer abliest, ist nicht nur die Absorption des Lichts, sondern auch die Streuung des Lichts. Bei der Betrachtung der optischen Dichte ist zu berücksichtigen, dass Licht auch beim Auftreffen auf ein Objekt gestreut werden kann. Je mehr Bakterien in einer Probe vorhanden sind, desto stärker wird das Licht gestreut, wenn das Spektrophotometer versucht, einen Strahl durch diese zu leiten. Mit einfachen Eigenschaften wie diesen können Wissenschaftler Materialien untersuchen und herausfinden, woraus sie bestehen.
Zur Berechnung der optischen Dichte werden mathematische Formeln verwendet, die auch als Extinktion bezeichnet werden. Die mathematische Formel teilt die Intensität des Lichts vor dem Durchgang durch die Probe durch die Intensität nach dem Durchgang durch die Probe. Dieses Ergebnis wird dann als Exponent des Logarithmus mit einer Basis von 10 eingefügt. Nach der Berechnung des Logarithmus mit dieser eingesteckten Zahl ist die Antwort die optische Dichte des Lichts bei einer bestimmten Wellenlänge.