Absorción (radiación electromagnética)

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En física , la absorción de la radiación electromagnética es la forma en que la materia (normalmente los electrones unidos a los átomos ) absorbe la energía de un fotón y, por tanto, transforma 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 del medio.

Aunque la absorción de las ondas no suele depender de su intensidad (absorción lineal), en determinadas 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 enfoques que pueden cuantificar potencialmente la absorción de radiación; a continuación se presentan algunos ejemplos clave.

• El coeficiente de absorción junto con algunas cantidades derivadas estrechamente relacionadas
• El coeficiente de atenuación (NB se utiliza con poca frecuencia con un significado sinónimo de "coeficiente de absorción") ^{[ cita requerida ]}
• 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 de masa (también llamado "coeficiente de extinción de masa"), 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 pelicular , 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, incluida 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 las que se utilizan varía según el campo y la técnica, a menudo debido simplemente a la convención.

La absorbancia de un objeto cuantifica qué cantidad de luz incidente absorbe (en lugar de reflejarse o refractarse ). Esto puede estar relacionado con otras propiedades del objeto a través de la ley de Beer-Lambert .

Las mediciones precisas de la absorbancia en muchas longitudes de onda permiten la identificación de una sustancia mediante espectroscopia de absorción , en la que se ilumina una muestra desde un lado y se mide la intensidad de la luz que sale de la muestra en todas las direcciones. Algunos ejemplos 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 una variedad de aplicaciones.

• En la propagación por radio , se representa en la propagación sin línea de visión . Por ejemplo, consulte el cálculo de la atenuación de las ondas de radio en la atmósfera que se utiliza 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 diferente medida por los distintos tejidos ( en particular los huesos ), lo que constituye la base de la obtención de imágenes por rayos X.
• En química y ciencia de los materiales , diferentes materiales y moléculas absorben radiación en diferentes grados y a diferentes frecuencias, lo que permite la identificación de los materiales.
• En óptica , las gafas de sol, los filtros de colores, los tintes y otros materiales similares están diseñados específicamente con respecto a qué longitudes de onda visibles absorben y en qué proporciones se encuentran.
• En biología , los organismos fotosintéticos requieren que la luz de las longitudes de onda apropiadas sea absorbida dentro del área activa de los cloroplastos , para que la energía de la luz pueda convertirse en energía química dentro de los azúcares y otras moléculas.
• En física , se sabe que la región D de la ionosfera de la Tierra absorbe significativamente las señales de radio que caen 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
• 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... (capítulo 1, 2, 7). Código Bibliográfico :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 - Pregúntele a un científico . Laboratorio Nacional de Argonne . Archivado desde el original el 21 de noviembre de 2010. Consultado el 14 de noviembre de 2010 .