Una visión general completa de la transmisión de luz: definición, medición y aplicaciones

Iluminando un aspecto invisible

La luz es una de las fuerzas más básicas que controlan la forma en que vemos y interactuamos con el mundo. Espintiéndose sobre la lente de las gafas de sol en un deslumbramiento o de pie bajo la cálida luz de un claraluz, la transmitancia de la luz a través de varios materiales es esencial. La transmisión de la luz es probablemente uno de los principios más elementales que determinan este tipo de comportamiento. Aunque en gran parte fuera de la vista, la transmitancia tiene un papel muy importante que desempeñar en el diseño, la operación y la seguridad de una amplia gama de aplicaciones, que van desde el diseño de edificios y el diseño de automóviles hasta la óptica y la ingeniería solar.

Comprender cuánta luz se transmite a través de un material es fundamental cuando se toman decisiones inteligentes en la fabricación industrial y los productos de consumo. Este artículo discute en profundidad lo que es la transmitancia de luz, cómo se calcula, su base matemática y dónde juega un papel crítico en aplicaciones innovadoras.

¿Qué es la transmisión de luz?

La transmisión de luz es el proceso por el cual la luz viaja a través de un material en lugar de ser absorbida o reflejada. Se refiere a la transferencia de luz de un lado de una interfaz al otro.

Por ejemplo, cuando la luz solar viaja a través de una ventana transparente, está en el proceso de ser transmitida. La transmisión es el acto mismo, pero la medición de la cantidad que pasa se denomina transmitancia.

¿Qué es la transmisión de luz?

TransmisiónEs la cantidad de luz que puede transmitirse a través de un material. Cada vez que la luz cae sobre cualquier superficie, tienen lugar tres interacciones significativas: parte de la luz se refleja fuera de la superficie, parte se absorbe por la sustancia y la parte restante pasa a través de ella.

Es esa parte de la luz que pasa a través de la cual nos referimos cuando expresamos la transmitancia. La palabra nos instruye acerca de la apertura o falta de la misma a una sustancia, es decir, cuánta luz visible pasará al otro lado. Esto es especialmente crucial en funciones donde la transparencia, la claridad y la luz son esenciales para la funcionalidad y la comodidad.

Por ejemplo, el vidrio transparente de pantalla de visualización debe tener una alta transmitancia para formar una imagen rica, mientras que el vidrio de privacidad de oficina puede desarrollarse con una transmitancia reducida en un intento de limitar la visibilidad.

Valor de transmisión y su significado

La transmitencia es generalmente en forma de proporción o porcentaje, midiendo la cantidad de luz inicial (incidente) capaz de pasar a través de un material. Cuando se informa que un material tiene una transmitancia de 0,85, significa que el 85 por ciento de la luz incidente puede pasar a través. Si en forma de porcentaje, es más legible y comparable. Cuanto más alto sea el porcentaje, más transparente será el material, y cuanto más bajo sea, menos transparente o que detenga la luz el material.

Esta es una medición crucial en muchos usos. Las lentes sin obstrucciones, por ejemplo, se fabrican con valores de transmitancia altos para mantener la máxima visibilidad. El vidrio teñido o las películas especializadas, como en invernaderos o vidrio inteligente, se hacen con valores de transmitancia específicos en un intento por equilibrar el control de la luz, la desaceleración del calor y el ocultamiento.

Transmisión, Transmisión y Transparencia

Aunque en el uso cotidiano los términos "transmitancia", "transmisión" y "transparencia" podrían ser usados de manera más o menos sinónima, todos tienen significados específicos cuando se emplean en la escritura científica y técnica.

• La transmisión es el resultado general de la luz que pasa a través de un medio.

• La transmisión nos da una descripción exacta y numérica del proceso. Nos dice cuánta de la luz continuó a través.

• La transparencia es más un término descriptivo. Es una descripción de cómo algo parece ópticamente claro a simple vista.

Para la simplicidad' s sake, vamos' Definir la transmisión como el fenómeno, la transmitancia como la medición y la transparencia como la percepción. Los tres son importantes en los estudios y aplicaciones de la óptica y la ciencia de los materiales, todos describiendo la forma en que manipulamos y percibimos la luz.

¿Cómo se calcula la transmisión de luz?

La fórmula utilizada para determinar la transmitancia es sencilla y eficiente. Simplemente es:

T = I / I ₀

Dónde:

• "T" representa la transmitancia,

• "I" representa la intensidad de luz transmitida del material,

• "I₀ "representa la intensidad de luz original que inicialmente golpea el material.

• La relación es un número de 0 a 1.

Por conveniencia, se expresa simplemente como un porcentaje. El porcentaje de transmitancia se determina mediante la ecuación:

%T = (I / I) ₀) × 100

Un material con un 75% de transmitancia pasará tres cuartas partes de la luz que lo golpea. Esta medida es particularmente útil para medir el material en aplicaciones de diseño y fabricación donde la precisión matemática es una preocupación.

Por qué es útil el porcentaje de transmisión

El porcentaje de transmitancia ofrece información más intuitiva sobre la transparencia de un material que puede ser útil para la seguridad y la comodidad en muchas circunstancias beneficiosas. Un parabrisas con una transmitancia de luz visible del 70%, por ejemplo, se verá significativamente más brillante y más abierto que uno con solo un 30% de transmitancia.

Para gafas de sol, la medida se emplea para determinar si las gafas de sol son para el sol intenso o el resplandor interior de baja intensidad. La transmitancia por ciento se emplea para cerrar la brecha de experiencia técnica práctica para que los diseñadores, ingenieros y compradores puedan tomar decisiones con menos dificultad.

Transmisión de luz visual (VLT)

Un tipo más preciso de transmitancia de luz, la transmitancia de luz visual (VLT), es la luz visible, en el rango de 380 a 780 nanómetros, generalmente medida a través de un material. Es más adecuado para donde la comodidad humana y la percepción son un problema. Por ejemplo, el vidrio de construcción con una alta clasificación VLT permite que la luz natural entre en el interior del edificio en mayores cantidades, disminuyendo la cantidad de iluminación artificial necesaria y mejorando el bienestar de los ocupantes del edificio. La reducción de la calificación VLT en vidrio tintado, sin embargo, tiene la ventaja de permitir la privacidad y disminuir el resplandor, extremadamente útil en automóviles o oficinas.

El VLT es generalmente un requisito básico dentro de los códigos de construcción y las regulaciones de motor, donde tanto la eficiencia energética como la seguridad dependen de la cantidad de luz diurna permitida.

Cómo se mide la transmisión de luz en el mundo real

Para medir la transmitancia de la luz con precisión, empleamos dispositivos como espectrofotómetros o transmisómetros. Estos dispositivos dirigen un haz conocido de luz a través del material de prueba y miden la intensidad de la luz recibida en el otro lado. La comparan con la intensidad inicial y derivan el valor de la transmitancia midiendo las dos.

La mayoría de los espectrofotómetros modernos son capaces de detectar la transmitancia en la mayoría de las partes del espectro de luz, desde las longitudes de onda ultravioletas (UV) hasta las visibles e infrarrojas (IR). Los medidores de transmitancia de tipo campo se utilizan para una inspección rápida en el sitio, principalmente en los negocios de tintado de automóviles o instalación de vidrio arquitectónico. Permiten a los técnicos verificar el cumplimiento de las normas o establecer el rendimiento del producto en el campo.

Definición científica: una proporción que describe la claridad

Más formalmente, la transmitancia es una relación no normalizada entre 0 (cero luz transmitida) y 1 (toda la luz transmitida). Las mediciones de laboratorio deben ser precisas cuando las diferencias muy pequeñas en la respuesta óptica hacen una diferencia significativa con respecto a la respuesta. En el cribado de fármacos o análisis bioquímico, por ejemplo, las mediciones de transmitancia se convierten en concentración de soluto en solución mediante espectrofotometría.

Esta relación en forma de porcentaje es más adecuada y práctica para su uso en aplicaciones cotidianas sin sacrificar su precisión original.

Transmisión de luz y transmisión de luz: el proceso y la medida

Observe la distinción entre transmisión de luz y transmitancia de luz. La transmisión es el proceso físico de luz que pasa a través de un material, y la transmitancia es una medida cuantitativa de la cantidad de luz que lo hace. La transmitancia es una medida de cuánto ocurre. Ambos son importantes para la ciencia y la aplicación de la óptica, y la distinción nos permite crear materiales con mayor precisión para modular la luz para todos los propósitos.

La relación entre absorción y transmisión

La transmisión y la absorbancia están muy relacionadas entre sí. ¿Por qué una sustancia transmite menos luz porque se absorbe más? Los dos están relacionados logarítmicamente y están representados por la ecuación:

A = -registro ₁₀(T)

Dónde:

• "A" es para absorbencia.

• "T" es para la transmitancia.

Este es un término muy utilizado en el trabajo de investigación, especialmente en química y biología.

Por ejemplo, al analizar la concentración disuelta de un compuesto, los científicos tomarán las lecturas de la luz absorbida y luego procederán a calcular la transmitancia para obtener las cifras necesarias.

Fórmulas generales de transmisión de luz

Hay tres ecuaciones principales que usarás cuando trabajes con transmitancia de luz:

La ecuación de transmitancia más básica es:

T = I / I ₀

Es' s es la relación entre la luz transmitida y la luz incidente. Para hacerlo más práctico, utiliza:

%T = (I / I) ₀) × 100

Esto define la transmitancia en forma de porcentaje. Finalmente, la ecuación para la relación entre transmitancia y absorbancia es:

A = -registro ₁₀(T)

Todas estas ecuaciones forman la base de una amplia gama de equipos ópticos y científicos, como controles de calidad y pruebas de materiales.

Estandarización de la medición: Guías y estándares de la industria

En un esfuerzo por cumplir con la consistencia en varias industrias y empresas, se han desarrollado estándares internacionales de medición de la transmitancia de la luz. Por ejemplo, la norma ASTM D1003 se aplica generalmente para las mediciones de la niebla y la transmitancia luminosa en plásticos, y la norma ISO 9050 se aplica para la medición de la transmitancia en vidrio para fines de construcción.

ISO 13468 presenta métodos de medición de plásticos transparentes para uso industrial. Las mediciones realizadas en varios laboratorios o fábricas pueden compararse con certeza y utilizarse para la toma de decisiones siguiendo estas normas.

Transmisión regular vs difusa: dos modos de luz que viaja a través

La luz, cuando viaja a través de una sustancia, no sigue un solo camino cada vez. Dependiendo de la forma y la superficie de la sustancia, la luz se transmite en dos modos: transmisión regular (o directa) y transmisión difusa.

La transmisión normal ocurre cuando la luz pasa directamente a través de un material sin doblarse, como a través de vidrio transparente o una lente bien pulida. La luz no se interrumpe, manteniendo una alta agudeza visual, lo que es deseable en productos como gafas, parabrisas o lentes de cámara.

Por otro lado, la transmisión difusa es donde la luz se difunde en una serie de direcciones diferentes a medida que viaja a través de un objeto. Esto es cierto cuando hay partículas enterradas o superficies rugosas en un material, como vidrio esmalte, plásticos translúcidos o ciertas telas. En lugar de la imagen nítida que te queda es la luz difusa y suavizada, exactamente lo que se necesita para lucernarias, sombras o paneles arquitectónicos que están hechos para reducir el resplandor y producir luz ambiental.

¿Cómo se miden estas propiedades?

1. Medición de la transmisión regular (directa)

Para determinar la cantidad de luz directa que pasa a través de un material, una muestra pasa a través de un haz colimado, un haz delgado y bien colimado de luz. Simplemente dirige la luz, y ninguno de los rayos difusos o oblicuos se están midiendo. Esta operación particular implica excluir cualquier rayo difuso o oblicuo, proporcionando de este modo una medición precisa de un material; transmisión regular. Generalmente se usan dispositivos como espectrofotómetros, y el valor se deriva con la fórmula estándar:

T = I / Io

Dónde:

• T = Transmisión

• I = Intensidad de la luz transmitida

• Io = Intensidad de la luz incidente

Multiplicar esto por 100 da el porcentaje de transmitancia.

2. Medir la transmisión difusa

Para los materiales que causan la dispersión de la luz, se necesita algo diferente. En tales casos, se usa una esfera integrante junto con un espectrofotómetro. Este dispositivo redondo toma luz directa y dispersa de todas las direcciones, sumando hasta una medición total de la cantidad de luz que sale del material en cualquier dirección dada. Esto es importante cuando se miden materiales que están diseñados para ablandar o dispersar la luz en lugar de proporcionar una visión clara.

3. Medición de la transmisión general (material)

En la medición de la transmitancia total del material que puede ser regular y difuso, se utiliza una configuración de espectrofotómetro de gama completa o un medidor de transmitancia portátil. Estas herramientas permiten a los fabricantes y diseñadores identificar cuánta luz se transmite a través del material en condiciones de funcionamiento reales.

Un increíble instrumento de medición de transmisión

En la amplia gama de tales instrumentos de medición disponibles hoy en día, elMedidor de transmitancia 3nh YT1020es el instrumento más preciso para la medición de la transmitancia de la luz, la niebla y la transmitancia paralela de sustancias transparentes o semitransparentes como películas, vidrio, plásticos y componentes ópticos. Está construido en base a normas internacionales como ASTM D1003/1044 y ISO 13468/14782 para garantizar resultados de pruebas constantes y consistentes en todos los tipos de aplicaciones.

Cuenta con una pantalla táctil capacitiva de 7 pulgadas que le proporciona una respuesta instantánea y sensible al usuario en pantalla de medición en tiempo real. Su diseño óptico de luz difusa y su puerto de medición de estilo abierto facilitan la prueba fácil de muestras planas y curvas. El YT1020 encuentra una amplia aplicación en mercados como vidrio de automóviles, producción de pantallas táctiles, energía solar e inspección de calidad de laboratorio.

El medidor viene con múltiples opciones de conectividad como USB, RS-232 y HDMI, para compartir y integrar datos fácilmente. Viene con funciones como comparación de datos, generación de informes de control de calidad y modos de prueba. Compacto y ahorrando espacio, el dispositivo ofrece mediciones rápidas, estables y repetibles con un mínimo mantenimiento. Lo mejor para uso en laboratorio y en el sitio, el YT1020 es una opción confiable para pruebas ópticas precisas y control de calidad.

Aplicaciones de transmisión

La transmitencia es bastante importante en varias industrias donde se requiere la regulación de la luz:

1. Arquitectura

Para diseñar ventanas y lucernarias que incorporen luz natural, privacidad y eficiencia energética, Glass con valores de transmitancia específicos suprime el deslumbramiento y regula la temperatura interior.

2. Automotriz

Los parabrisas y ventanas de automóviles se fabrican utilizando valores de transmitancia prescritos para ofrecer visibilidad al conductor y regular la exposición al calor y los rayos UV.

3. Gafas

Las lentes y gafas de sol están hechas con diferentes niveles de transmitancia para proteger los ojos de la fuerte luz solar mientras se mantiene la agudeza visual.

4. Paneles solares

Se utiliza un material de alta transmitancia para permitir la máxima luz solar sobre las células fotovoltaicas para una mayor eficiencia energética.

5. Pantallas y pantallas

Las pantallas táctiles y las cubiertas de monitores necesitan una alta transmitancia para permitir que la luz de la pantalla pase sin obstáculos sin desviación.

6. Equipo médico y de laboratorio

La transmitencia se cuantifica en espectrofotometría para medir las concentraciones de material en muestras como sangre o agua.

Conclusión: Iluminar el camino a la innovación.

La transmisión de luz es un término técnico, pero su presencia en nuestra vida cotidiana es gigantesca y tangible. Desde el brillo de una pantalla de smartphone hasta la función de un edificio de trabajo contemporáneo, conocer y dirigir el flujo de luz detrás de la materia nos permite diseñar espacios más seguros, inteligentes y encantadores. Cuanto más nos acerquemos al futuro y pongamos más énfasis en la sostenibilidad, más necesitaremos dominar la ciencia de la transmitancia de la luz. No es un dígito, es' Es una apertura a la innovación, una medida de calidad y una puerta al diseño inteligente.