Absorción de Wlight

Días calurosos de verano, la ropa oscura se siente como hornos, ¿verdad? ¿Por qué? No es magia, es física. Comprender este simple proceso es clave para muchas cosas.

La absorción de la luz es cuando la materia captura la energía de la luz, convirtiéndola en otras formas como el calor. Los objetos más oscuros absorben más longitudes de onda de luz, por lo tanto, se calientan más que objetos más claros que reflejan más luz. Este principio es fundamental en muchas aplicaciones científicas y tecnológicas.

Lo has sentido, lo has visto, pero ¿qué está sucediendo realmente cuando la luz decide quedarse en un objeto en lugar de rebotar o pasar? Como alguien que ha pasado más de 15 años jugando con LED y sumergiéndose profundamente en cómo la luz interactúa con los tejidos biológicos aquí en Reddot LED, puedo decirle que comprender la absorción no es solo para los físicos en abrigos de laboratorio. Es la base de cómo nuestro Dispositivos de terapia de luz roja ¹ están diseñados para funcionar de manera efectiva, y explica una tonelada de fenómenos cotidianos, desde por qué el tablero de su automóvil se calienta hasta cómo las plantas comen el sol para el desayuno. Entonces, retiremos el telón de este proceso fundamental.

¿Cuál es el significado de la absorción de la luz?

¿A veces confundido por la jerga física? La "absorción de luz" suena compleja, pero es una interacción básica que ocurre constantemente. Entenderlo desbloquea muchos misterios cotidianos.

La absorción de la luz significa un material, un átomo o una molécula, efectivamente "atrapa" la energía de la luz. Cuando los fotones (las pequeñas partículas de luz) son importantes, su energía puede transferirse a los átomos o moléculas, a menudo electrones emocionantes o aumentando la vibración molecular, que sentimos como calor. No es solo que la luz desaparezca; Se transforma la energía. ²

Un átomo absorbe un fotón, ganando energía.

Cuando hablamos de absorción de la luz, estamos describiendo una forma fundamental de energía, la energía de la luz interactúa con la materia. Imagine la luz como una corriente de pequeños paquetes de energía llamados fotones. Cuando estos fotones golpean un material, pueden suceder algunas cosas: pueden rebotar (reflexión), pasar (transmisión), o pueden ser "absorbidos" por el material. – Eso es absorción. ³

El Nitty-GRITTY: Transferencia de energía

En su núcleo, la absorción de la luz es un proceso de transferencia de energía.

• Un fotón lleva una cantidad específica de energía, que depende de su longitud de onda (o color).

• Para que ocurra la absorción, la energía del fotón entrante generalmente necesita coincidir con una diferencia de energía dentro de los átomos o moléculas del material. Esta podría ser la energía necesaria para golpear un electrón a un nivel de energía más alto o hacer que las moléculas vibren o giren más rápido.

Si no hay una transición de energía adecuada disponible en el material que coincida con la energía del fotón, es más probable que esa longitud de onda particular de la luz sea reflejada o transmitida. ¡Esta es la razón por la cual diferentes materiales absorben diferentes colores de luz, lo que lleva a los colores que vemos!

¿Qué pasa con esa energía absorbida?

Una vez absorbida, la energía de la luz no solo desaparece. Se convierte en otras formas:

• Calor: Más comúnmente, la energía absorbida aumenta la energía cinética de los átomos y las moléculas, haciéndolas masturbarse más. Este aumento de movimiento es lo que percibimos como calor. Esa camiseta negra se calienta porque es muy buena para absorber muchas longitudes de onda de luz visible y convertir esa energía en energía térmica.

• Reacciones químicas: En algunos casos, la energía de la luz absorbida puede proporcionar la energía de activación necesaria para iniciar una reacción química. La fotosíntesis es el excelente ejemplo aquí.

• Reemisión de luz (fluorescencia/fosforescencia): A veces, un electrón excitado volverá a caer rápidamente a su estado de menor energía y volverá a emitir un fotón, a menudo a una longitud de onda más larga (menor energía). Esta es la base de cosas que brillan en la oscuridad o bajo la luz UV.

Comprender estos resultados es crucial, especialmente en campos como el nuestro en Reddot LED, donde necesitamos longitudes de onda específicas para ser absorbidas por los tejidos objetivo para iniciar las respuestas biológicas deseadas, no solo para generar calor no específico.

Esta comprensión fundamental nos ayuda a diseñar todo, desde más eficientes. paneles de terapia de luz roja ¡Para explicar por qué algunos colores son mejores para la ropa de verano que otros!

¿Qué es la adsorción de la luz?

¿Escuchó el término "adsorción" utilizado con luz? Suena muy similar a la "absorción", pero en realidad son bastante diferentes. Confundir estos dos puede conducir a algunos malentendidos reales, especialmente cuando estamos hablando de ciencia material o incluso algunas aplicaciones de luz avanzada.

"Adsorción de la luz" no es una terminología estándar para la absorción de energía de la luz por un material. La adsorción es un fenómeno superficial donde los átomos, iones o moléculas de un gas, líquido o sólido disuelto se adhieren a una superficie. Luz absorción , por el contrario, es cuando se toma la energía de la luz en sí misma en La mayor parte del material, convirtiendo a otras formas de energía.

Adsorción (superficie) vs. Absorción (a granel).

Es fácil mezclar estos dos – ¡"Adsorb" y "absorber" están solo una letra! Pero en términos científicos, describen procesos muy diferentes. Como alguien que lidia con la luz penetrar y es absorbido por Tissues para la terapia, obtener esta distinción correcta es importante.

Adsorción vs. Absorción: una historia de dos 'sorptiones'

Vamos a desglosarlo. Piense en "absorción" (con A'B ') como una esponja que absorbe agua. El agua (análoga a la energía de la luz) va en La mayor parte de la esponja.
"Adsorción" (con un 'd'), por otro lado, es más como asentarse en el polvo en la superficie de una mesa. Las partículas de polvo (análogas a las moléculas) se adhieren al exterior, pero no se convierten en parte de la estructura interna de la tabla. ⁴

¿Puede la luz influir en los procesos de adsorción?

¡Sí, absolutamente! Aquí es donde puede ser interesante. Si bien la luz en sí no es típicamente "adsorbida" en la forma en que las moléculas son, la luz absorción por un material puede influir dramáticamente en la capacidad de ese material para adsorber otras sustancias.

• Fotocatálisis: Un gran ejemplo es la fotocatálisis, como con dióxido de titanio (Tio₂). Cuando tio₂ absorber Luz UV, se energiza y luego puede facilitar la adsorción y la posterior descomposición de los contaminantes en su superficie. ⁵ Aquí, la absorción de la luz impulsa la actividad superficial que conduce a la adsorción y reacción moleculares.

¿Qué pasa con la "adsorción de fotones"?

En física cuántica, ocasionalmente puede encontrar frases donde los fotones individuales se describen como "adsorbidos" por un átomo durante un evento de excitación. Esta es una descripción mecánica cuántica del proceso de absorción a nivel de partícula. Sin embargo, en general, la óptica y la ciencia de los materiales, cuando hablamos de que la energía de la luz se está tomando por un material, la "absorción" (con una 'B') es el término correcto y estándar. Es crucial utilizar la terminología correcta para evitar confusiones, especialmente si está buscando productos o investigaciones especializadas donde importen estas distinciones.

Entonces, mientras que la "adsorción de la luz" no es la frase de referencia para la absorción de energía de la luz, entendiendo la interacción entre la luz absorción por materiales y sus adsorción De otras moléculas es clave en muchas aplicaciones avanzadas, desde la limpieza ambiental hasta la creación de superficies de autolimpieza.

¿Cuáles son los ejemplos de luz absorbente?

¿Encontrar conceptos de física abstracta un poco difícil de precisar? ¡No te preocupes, no estás solo! Los ejemplos del mundo real hacen que la absorción de la luz sea mucho más fácil de comprender. La verdad es que este proceso está sucediendo a su alrededor, cada segundo.

Los ejemplos incluyen una carretera de asfalto negra que se vuelve muy caliente bajo el sol, plantas verdes que usan la luz solar para la fotosíntesis, sus propios ojos absorben la luz para permitir la visión o dispositivos especializados como paneles solares que convierten la luz solar a la electricidad. Incluso nuestro Dispositivos de terapia LED Reddot ⁶ Confíe en la absorción específica de la piel.

Una vez que comience a buscarlo, verá la absorción de luz en todas partes. No es solo un principio científico oscuro; Es una fuerza impulsora detrás de cómo funciona nuestro mundo.

Energía solar de la naturaleza: fotosíntesis

Este es probablemente el ejemplo más vital de absorción de la luz en la tierra.

• Las plantas, las algas y algunas bacterias contienen pigmentos, más famoso clorofila (lo que hace que las plantas sean verdes).

• La clorofila es excepcionalmente buena en Luz absorbente en las partes azules y rojas del espectro ⁷ (y reflejar el verde, por lo que las plantas se ven verdes).

• Esta energía de la luz absorbida se usa para convertir el dióxido de carbono y el agua en glucosa (azúcar, es decir, alimentos para la planta) y oxígeno. Es una conversión directa de energía de la luz en energía química, todo gracias a la absorción.

Calefacción diaria: ¿Por qué las cosas oscuras se ponen calientes?

Sabes este por experiencia:

• Ropa oscura/objetos: Una camiseta negra, un automóvil de color oscuro o un camino de asfalto absorbe la mayoría de las longitudes de onda de luz visibles que lo golpean. Esta energía absorbida se convierte principalmente en calor, haciendo que el objeto se sienta caliente. ²

• Ropa de luz/objetos: Una camiseta blanca, por el contrario, refleja la mayoría de las longitudes de onda de luz visibles, absorbiendo muy poco. Por lo tanto, se mantiene mucho más fresco.

El milagro de la visión

¡Su capacidad para leer esta oración es gracias a la absorción de la luz!

• Sus ojos contienen células especializadas en la retina llamadas células fotorreceptoras (barras y conos).

• Estas células contienen pigmentos sensibles a la luz (como la rodopsina en las varillas) que absorben fotones de luz.

• Cuando estos pigmentos absorben la luz, cambian de forma, desencadenando una cascada química que genera un impulso nervioso enviado a su cerebro, que luego lo interpreta como visión. ⁸ Diferentes pigmentos absorben diferentes longitudes de onda, lo que nos permite ver los colores.

Absorción de aprovechamiento de tecnología

Los humanos también se han vuelto bastante buenos para usar la absorción de luz:

• Paneles solares (fotovoltaicos): Las células solares están hechas de materiales semiconductores (como el silicio) diseñados para absorber la luz solar. Cuando se absorben los fotones, pueden soltar electrones, creando una corriente eléctrica. ⁹

• Coleccionistas térmicos solares: Estos a menudo usan superficies negras para absorber la luz solar y convertirla directamente en calor, que luego se puede usar para calentar el agua o el aire.

• Terapia de luz (fotobiomodulación): Este es nuestro pan de pan y mantequilla en Reddot LED. Dispositivos como nuestro Máscaras de terapia de luz roja o paneles de cuerpo completo están diseñados para emitir longitudes de onda específicas de luz roja o infrarroja cercana. Estas longitudes de onda son absorbidas preferentemente por ciertos componentes dentro de nuestras células (como las mitocondrias). Esta energía de la luz absorbida puede estimular los procesos celulares, promover la curación, reducir la inflamación y ofrecer otros beneficios terapéuticos. La clave es absorción dirigida – Llevar la luz correcta al lugar correcto para ser absorbido de manera efectiva.

Comprender estos ejemplos muestra cuán fundamental y versátil es realmente la absorción de la luz.

¿En qué proceso se absorbe la luz?

Entonces sabemos qué Medios de absorción de luz, pero cómo y dónde ¿Esta transferencia de energía crucial realmente ocurre? La luz se absorbe en una gran cantidad de procesos, a menudo formando el primer paso que hace que todo lo demás sea posible.

La luz se absorbe en procesos donde se necesita su energía para impulsar un cambio. Esto incluye fotosíntesis (plantas que convierten la luz en energía química), la visión humana (células retinianas que absorben fotones para crear señales), recolección de energía solar (fotovoltaica que convierte la luz a la electricidad) y aplicaciones terapéuticas donde las longitudes de onda específicas se absorben mediante tejidos biológicos a respuestas celulares desencadenantes.

La absorción de luz no es solo un evento aleatorio; A menudo es un primer paso altamente específico y crucial en una reacción en cadena. La energía de la luz absorbida puede iniciar cambios físicos, reacciones químicas o respuestas biológicas.

El salto cuántico: excitación de electrones

Este es el proceso más fundamental a nivel atómico y molecular.

• Cuando se absorbe un fotón con la cantidad correcta de energía (que coincide con una brecha de energía específica en un átomo o molécula), puede hacer que un electrón salte de un nivel de energía más bajo (estado fundamental) a un nivel de energía más alto (estado excitado). ²

• Este estado excitado es a menudo temporal. El electrón eventualmente volverá a su estado fundamental, liberando la energía absorbida de varias maneras (calor, emisión de luz o transferirla a otra molécula).

• Procesos: Esto sustenta la visión (pigmentos retinianos), algunos tipos de células solares, y es el paso inicial en cómo los cromóforos en nuestra piel absorben luz durante terapia con luz .

Molecular Jiggles: conversión al calor

Como se mencionó anteriormente, un resultado muy común de la absorción de la luz es la conversión de energía de la luz en energía térmica.

• Los fotones absorbidos pueden aumentar la energía vibratoria y rotacional de las moléculas en un material.

• Este aumento del movimiento molecular se manifiesta como un aumento de la temperatura.

• Procesos: Esta es la razón por la cual las superficies oscuras se calientan al sol, cómo los hornos de microondas calientan los alimentos (aunque las microondas son una longitud de onda más larga que la luz visible, el principio de absorción que conduce a la vibración molecular es similar), y es un factor en el efecto de calentamiento de algunas terapias de luz.

Cambio químico de conducción: fotoquímica

La energía de la luz absorbida puede proporcionar la energía de activación necesaria para que ocurran reacciones químicas.

• Fotosíntesis: La luz absorbida por la clorofila impulsa las reacciones químicas que convierten el CO₂ y el agua en glucosa. ⁷

• Fotodegradación: La absorción de la luz UV puede romper los plásticos y los tintes, lo que hace que se desvanezcan o se vuelvan frágiles.

• Síntesis de vitamina D: La luz UV-B absorbida por nuestra piel convierte un químico precursor en vitamina D.

• Fotomedicina: Muchos tratamientos médicos, incluida la terapia fotodinámica para el cáncer o ciertas afecciones de la piel, se basan en un fármaco fotosensibilizante que, una vez administrado, absorbe longitudes de onda específicas de luz para activarse y ejercer un efecto terapéutico (por ejemplo, destruir células dirigidas). Esta es una aplicación sofisticada de la absorción de luz dirigida, un campo que en Reddot LED Watch con gran interés, ya que comparte principios con nuestras propias tecnologías de fotobiomodulación.

Comprender estos variados procesos subraya cuán fundamental es la absorción de la luz, actuando como el desencadenante de innumerables fenómenos que dan forma a nuestro mundo y las tecnologías que utilizamos.

Conclusión

Entonces, la absorción de la luz no es solo un término oscuro para los científicos; Es un proceso fundamental que hace posible la vida, la visión e incluso sus asientos de automóvil cálidos. Desde cómo las plantas prosperan hasta cómo la tecnología avanzada como nuestros dispositivos dirigidos por Reddot ofrece terapia dirigida, comprenderla nos permite.

Referencias: