Absorción (radiación electromagnética)

En física , la absorción de radiación electromagnética es el proceso mediante el cual la materia (típicamente electrones ligados en átomos ) absorbe la energía de un fotón , transformando así la energía electromagnética en energía interna del absorbedor (por ejemplo, energía térmica ). ^{[ 1 ]}

Un efecto notable de la absorción de la radiación electromagnética es la atenuación de la radiación; la atenuación es la reducción gradual de la intensidad de las ondas de luz a medida que se propagan a través de un medio.

Si bien la absorción de ondas no suele depender de su intensidad (absorción lineal), en ciertas condiciones ( óptica ) la transparencia del medio cambia en un factor que varía en función de la intensidad de la onda, y se produce una absorción saturable (o absorción no lineal).

Existen muchos métodos que pueden cuantificar la absorción de radiación, y a continuación se presentan algunos ejemplos clave.

• El coeficiente de absorción junto con algunas cantidades derivadas estrechamente relacionadas.
• El coeficiente de atenuación (NB utilizado con poca frecuencia con un significado sinónimo de "coeficiente de absorción")
• El coeficiente de atenuación molar (también llamado "absortividad molar"), que es el coeficiente de absorción dividido por la molaridad (véase también la ley de Beer-Lambert ).
• El coeficiente de atenuación másica (también llamado "coeficiente de extinción másica"), que es el coeficiente de absorción dividido por la densidad
• La sección transversal de absorción y la sección transversal de dispersión están estrechamente relacionadas con los coeficientes de absorción y atenuación, respectivamente.
• "Extinción" en astronomía , que es equivalente al coeficiente de atenuación.
• Otras medidas de absorción de radiación, incluyendo profundidad de penetración y efecto de piel , constante de propagación , constante de atenuación , constante de fase y número de onda complejo , índice de refracción complejo y coeficiente de extinción , constante dieléctrica compleja , resistividad eléctrica y conductividad .
• Medidas relacionadas, incluyendo la absorbancia (también llamada "densidad óptica") y la profundidad óptica (también llamada "espesor óptico").

Todas estas magnitudes miden, al menos en cierta medida, la capacidad de un medio para absorber la radiación. La elección de la magnitud que utilicen los profesionales varía según el campo y la técnica, a menudo simplemente por convención.

La absorbancia de un objeto cuantifica la cantidad de luz incidente que absorbe (en lugar de reflejarse o refractarse ). Esto puede relacionarse con otras propiedades del objeto mediante la ley de Beer-Lambert .

Las mediciones precisas de la absorbancia en múltiples longitudes de onda permiten identificar una sustancia mediante espectroscopia de absorción . En este método, se ilumina una muestra desde un lado y se mide la intensidad de la luz que emite en todas las direcciones. Algunos ejemplos de espectroscopia de absorción son la espectroscopia ultravioleta-visible , la espectroscopia infrarroja y la espectroscopia de absorción de rayos X.

Comprender y medir la absorción de la radiación electromagnética tiene diversas aplicaciones.

• En la propagación radioeléctrica , se representa mediante propagación sin línea de visión directa . Por ejemplo, véase el cálculo de la atenuación de las ondas de radio en la atmósfera, utilizado en el diseño de enlaces satelitales.
• En meteorología y climatología , las temperaturas globales y locales dependen en parte de la absorción de radiación por los gases atmosféricos (como en el efecto invernadero ) y las superficies terrestres y oceánicas (véase albedo ).
• En medicina , los rayos X son absorbidos en diferentes grados por los distintos tejidos ( en particular, el hueso ), lo cual es la base de las imágenes radiográficas .
• En química y ciencia de los materiales , los diferentes materiales y moléculas absorben la radiación en diferentes grados a diferentes frecuencias, lo que permite la identificación de los materiales.
• En óptica , las gafas de sol, los filtros de color, los tintes y otros materiales similares se diseñan específicamente en función de las longitudes de onda visibles que absorben y de las proporciones en que se encuentran.
• En biología , los organismos fotosintéticos requieren que la luz de las longitudes de onda adecuadas sea absorbida dentro del área activa de los cloroplastos , para que la energía luminosa pueda convertirse en energía química dentro de los azúcares y otras moléculas.
• En física , se sabe que la región D de la ionosfera terrestre absorbe significativamente las señales de radio que se encuentran dentro del espectro electromagnético de alta frecuencia.
• En física nuclear, la absorción de radiaciones nucleares se puede utilizar para medir niveles de fluidos, densitometría o mediciones de espesor. ^{[ 2 ]}

En la literatura científica se conoce un sistema de espejos y lentes que, con un láser, "puede permitir que cualquier material absorba toda la luz desde un amplio rango de ángulos". ^{[ 3 ]}

• Espectroscopia de absorción
• Albedo
• Atenuación
• Absorción electromagnética por el agua
• Absorción de iones hidroxilo
• Optoelectrónica
• Efecto fotoeléctrico
• Fotosíntesis
• Cristalografía física antes de los rayos X
• Célula solar
• Línea espectral
• Espectroscopia de absorción total
• Espectroscopia ultravioleta-visible

• Thomas, Michael E. (enero de 2006). Propagación óptica en medios lineales: gases y partículas atmosféricas, componentes de estado sólido y agua . Oxford University Press, EE. UU. págs.  3... (Capítulos 1, 2 y 7). Bibcode : 2006oplm.book.....T . ISBN 978-0-19-509161-8.{{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )
• ProfHoff, Ken Mellendorf; Vince Calder (noviembre de 2010). "Reflexión y absorción" . Archivo de Física - Pregúntale a un científico . Laboratorio Nacional Argonne . Archivado del original el 21 de noviembre de 2010. Consultado el 14 de noviembre de 2010 .