حاسبة الكثافة الضوئية

أدخل الحساب

شدة الضوء النافذ (I)

شدة الضوء الساقط (I₀)

نتائج

الكثافة الضوئية (الامتصاصية)

١

الكثافة الضوئية (عديمة الوحدة)

النفاذية (T)	٠٫١
النفاذية (%)	١٠%

ما المقصود بالكثافة الضوئية؟

الكثافة الضوئية (OD)، وتُعرف أيضًا بالامتصاصية، هي مقياس لمقدار ما تحجبه العينة أو تُخمده من الضوء أثناء مروره خلالها. وتُعرَّف لوغاريتميًا اعتمادًا على نسبة شدة الضوء النافذ \(I\) إلى شدة الضوء الساقط \(I_0\). فكلما ارتفعت قيمة الكثافة الضوئية، زاد مقدار الضوء الممتص أو المُبعثر، وقلّ ما ينفذ منه. وبما أن المقياس لوغاريتمي، فإن كثافة ضوئية مقدارها 1 تعني نفاذ 10% من الضوء، وكثافة 2 تعني نفاذ 1%، وكثافة 3 تعني نفاذ 0.1% فقط.

تقيس الكثافة الضوئية مقدار الضوء الذي تمتصه العينة عند مرور الشعاع خلالها.

كيفية استخدام هذه الحاسبة

أدخِل شدة الضوء الساقط \(I_0\) — أي الضوء الداخل إلى العينة — وشدة الضوء النافذ \(I\) — أي الضوء المُقاس بعد خروجه منها. تُعيد لك الحاسبة قيمة الكثافة الضوئية إلى جانب النفاذية على شكل كسر ونسبة مئوية. يمكنك استخدام أي وحدات شدة متناسقة (مثل العدّات أو الواط أو قراءات الكاشف)؛ فما يهم فعلًا هو النسبة بينهما لا الوحدة نفسها.

شرح المعادلة

المعادلة الأساسية هي

$$\text{OD} = -\log_{10}\left(\frac{\text{Transmitted Intensity }(I)}{\text{Incident Intensity }(I_0)}\right)$$

وتمثّل النسبة \(I/I_0\) النفاذيةَ \(T\)، وهي قيمة تتراوح بين 0 و1. وبأخذ اللوغاريتم السالب للأساس 10 تتحول هذه النسبة إلى مقياس الكثافة الضوئية التجميعي عديم الوحدة المستخدَم في قياس الطيف الضوئي. ويمكن استرجاع النفاذية عبر العلاقة \(T = 10^{-\text{OD}}\)، أما النفاذية بالنسبة المئوية فهي ببساطة \(T \times 100\).

كلما اقتربت نسبة النفاذ \(I/I_0\) من 1، انخفضت الكثافة الضوئية نحو 0.

مثال تطبيقي

لنفترض أن حزمة ضوئية بشدة ساقطة \(I_0 = 100\) تصل إلى الكاشف بقراءة \(I = 10\) بعد مرورها عبر العينة. تكون النفاذية حينها \(10/100 = 0.1\)، أي 10%. وتكون الكثافة الضوئية

$$\text{OD} = -\log_{10}(0.1) = -(-1) = 1.0$$

وعليه فإن للعينة كثافة ضوئية مقدارها 1.0، أي أنها تُمرّر عُشر الضوء الساقط عليها.

الأسئلة الشائعة

هل الكثافة الضوئية هي نفسها الامتصاصية؟ في معظم السياقات المخبرية، نعم — فمصطلحا الكثافة الضوئية والامتصاصية يُستخدمان بالتبادل ويتشاركان المعادلة والوحدة نفسها.

ماذا تعني الكثافة الضوئية السالبة؟ تظهر القيمة السالبة عندما تتجاوز شدة الضوء النافذ شدة الضوء الساقط (\(I > I_0\))، وغالبًا ما يحدث ذلك بسبب التشتت أو التألق (الفلورة) أو خطأ في عينة الفراغ/المرجع.

ما وحدة الكثافة الضوئية؟ الكثافة الضوئية عديمة الوحدة لأنها لوغاريتم نسبة بين كميتين من النوع نفسه.