Co to jest gęstość optyczna?

W najogólniejszym znaczeniu tego terminu gęstość optyczna mierzy, ile światła obiekt pochłania i ile światła przechodzi przez obiekt. W świecie nauki i techniki gęstość optyczna jest wykorzystywana do określania rodzajów materiałów, z których składa się obiekt. Inżynierowie i naukowcy mogą wykorzystać gęstość optyczną, aby uzyskać więcej informacji na temat właściwości obiektu, takich jak składniki i właściwości oleju, lub w dziedzinie medycyny, aby zbadać bakterie i białka znajdujące się w komórce.

Naukowcy pracujący nad eksperymentami medycznymi mogą wykorzystywać gęstość optyczną do badania komórek. Komórka jest zawieszona i przechodzi przez nią wiązka światła. Na podstawie tego, ile światła przechodzi, naukowiec może określić pewne organizmy, takie jak bakterie, które rosną w komórce. Wysokie populacje bakterii zmieniają gęstość optyczną obiektu i zapobiegają przechodzeniu przez niego światła. Komórki z mniejszą liczbą bakterii mogą przepuszczać więcej światła.

Aby zobaczyć wyniki tych testów, stosuje się spektrofotometr. To urządzenie mierzy, ile światła odbija się od obiektu lub przechodzi przez obiekt pod względem długości fali. Po umieszczeniu komórki lub innego materiału testowego wewnątrz spektrofotometru, przepuszcza on specyficzną wiązkę światła na próbkę, a odczyt wyraża wyniki. Naukowiec może następnie określić pewne właściwości danej komórki, takie jak ilość bakterii w niej przebywających.

Spektrofotometr odczytuje nie tylko absorpcję światła, ale także jego rozproszenie. Rozważając gęstość optyczną, należy pamiętać, że światło może również rozpraszać się po uderzeniu w obiekt. Im więcej bakterii jest obecnych w próbce, tym bardziej światło rozproszy się, gdy spektrofotometr spróbuje przejść przez nią wiązkę. Takie proste właściwości pozwalają naukowcom badać materiały i ustalać więcej na temat tego, z czego są wykonane.

Wzory matematyczne są używane do obliczania gęstości optycznej, znanej również jako absorbancja. Wzór matematyczny dzieli natężenie światła przed przejściem przez próbkę przez natężenie po przejściu przez próbkę. Następnie wstawia ten wynik jako wykładnik logarytmu o podstawie 10. Po obliczeniu logarytmu z podłączoną liczbą, odpowiedzią jest gęstość optyczna światła o określonej długości fali.