Capítulo X: Introducción

Apédice I: Modelo ÓpticoConsideremos partículas más grandes que la longitud de onda de la luz.Así, se puede pensar en gotas de agua, polvo, burbujas, células, etc. Enestos casos, el estudio del scattering de la luz puede ser comprendido através de los conceptos de óptica geométrica [HAN74], y puede utilizarseRay Tracing o trazado de rayos para obtener resultados numéricosaceptables. El scattering puede ser estudiado mediante los fenómenos dereflexión y refracción. Cuando la luz colisiona con una partícula, parte dela luz se refleja, otra se refracta, y otra se absorbe. La reflexión cambia ladirección de la luz, pero la devuelve al medio de donde provenía; larefracción también cambia la dirección de la luz, pero en este caso la luzviaja dentro de la partícula. El ángulo de refracción depende de lasdensidades de ambos medios, y puede calcularse por la Ley de Snell[FOL90]. El rayo refractado viaja dentro de la partícula, hasta volver acolisionar con la superficie de la partícula, en donde en rayo puede volveral medio original por refracción, o puede reflejarse, en cuyo caso sigue sutrayectoria de vuelta al interior de partícula (reflexión interna). Esteproceso continúa, y si pensamos en la partícula como una caja negracolisionada por una rayo de luz, notamos que la luz se esparce(scattering) al incidir en la partícula (ver rayos a,b,c,d en la Fig. I.1).Como se ha podido estudiar, una partícula puede absorber, y esparcirluz, pero adicionalmente, la luz puede ser emanada desde ella, como sifuese a su vez una fuente de luz. Tal es el caso de las partículasincandescentes.NadluzbcFigura I.1: scattering, considerando que las partículas son más grandes que lalongitud de onda de la luz. Los rayos resultantes de la interacción de la luz con lapartícula son producto de: (a) reflexión externa, (b) dos refracciones, (c) una reflexióninterna, (d) dos refracciones internas.Tanto el scattering como la absorción reducen la energía del rayo de luz,que atraviesa un medio o volumen colmado de partículas. Estaatenuación de la luz se denomina extinción [VAN74]. Como se estudiará-149-