Vad är optisk densitet?

I den mest allmänna betydelsen av termen mäter optisk densitet hur mycket ljus ett objekt absorberar och hur mycket av ljuset som passerar genom objektet. I vetenskaps- och ingenjörsvärlden används optisk densitet för att bestämma vilka typer av material som utgör ett objekt. Ingenjörer och forskare kan använda optisk densitet för att ta reda på mer information om egenskaperna hos ett objekt, som komponenter och egenskaper hos olja, eller inom det medicinska området för att undersöka bakterier och proteiner som finns i en cell.

Forskare som arbetar med medicinska experiment kan använda optisk densitet för att studera celler. En cell är upphängd och en ljusstråle passeras genom den. Baserat på hur mycket av ljuset som passerar genom, kan forskaren bestämma vissa organismer som bakterier som växer i cellen. Höga bakteriepopulationer ändrar ett objekts optiska densitet och hindrar ljus från att passera genom det. Celler med färre bakterier kan tillåta mer ljus att passera igenom.

För att se resultaten från dessa tester används en spektrofotometer. Denna enhet mäter hur mycket ljus som reflekteras från ett objekt eller passeras genom ett objekt i termer av våglängder. När cellen eller annat testmaterial har placerats i spektrofotometern, överför den en specifik ljusstråle till provet och avläsningen uttrycker resultaten. Forskaren kan sedan bestämma vissa egenskaper om cellen i fråga, till exempel mängden bakterier som finns i den.

Vad spektrofotometern läser är inte bara absorptionen av ljuset, utan också ljusets spridning. När man överväger optisk densitet är det viktigt att komma ihåg att ljus också kan spridas när det träffar ett objekt. Ju fler bakterier som finns i ett prov, desto mer sprids ljuset när spektrofotometern försöker passera en stråle genom den. Enkla egenskaper som detta gör det möjligt för forskare att studera material och bestämma mer om vad de är gjorda av.

Matematiska formler används för att beräkna optisk densitet, även känd som absorbans. Den matematiska formeln delar upp ljusets intensitet innan den passerar genom provet med intensiteten efter att ha passerat genom provet. Den sätter sedan in detta resultat som exponenten för logaritmen med en bas av 10. Efter beräkning av logaritmen med detta nummer ansluten är svaret den optiska densiteten för ljuset vid en viss våglängd.