광학 밀도란?
광학 밀도(OD)는 흡광도(absorbance)라고도 불리며, 시료를 통과하는 빛이 얼마나 차단되거나 감쇠되는지를 나타내는 값입니다. 투과 세기(I)와 입사 세기(I₀)의 비율을 로그로 환산해 정의합니다. OD 값이 클수록 빛이 더 많이 흡수되거나 산란되어 통과하는 빛이 줄어든다는 뜻입니다. 척도가 로그 단위이기 때문에 OD가 1이면 빛의 10%, OD가 2이면 1%, OD가 3이면 0.1%만 투과됩니다.
계산기 사용법
시료로 들어가는 빛인 입사 세기(I₀)와, 시료를 통과한 뒤 측정된 빛인 투과 세기(I)를 입력하세요. 계산기는 광학 밀도와 함께 투과율을 소수와 백분율 두 가지 형태로 보여줍니다. 단위는 카운트, 와트, 검출기 측정값 등 무엇이든 일관되게만 쓰면 됩니다. 결국 중요한 것은 두 값의 비율이기 때문입니다.
공식 설명
핵심 식은 다음과 같습니다.
$$\text{OD} = -\log_{10}\left(\frac{\text{Transmitted Intensity }(I)}{\text{Incident Intensity }(I_0)}\right)$$비율 \(I/I_0\)는 투과율 \(T\)로, 0과 1 사이의 값을 가집니다. 여기에 밑이 10인 로그를 취하고 음수를 붙이면, 이 비율이 분광광도법에서 사용하는 가산적이고 무차원인 OD 척도로 변환됩니다. 반대로 투과율은 \(T = 10^{-\text{OD}}\)로 구할 수 있으며, 백분율 투과율은 \(T \times 100\)으로 간단히 계산합니다.
계산 예시
입사 세기 \(I_0 = 100\)인 빛이 시료를 통과한 뒤 검출기에서 \(I = 10\)으로 측정되었다고 합시다. 투과율은 \(10/100 = 0.1\), 즉 10%입니다. 광학 밀도는 다음과 같이 됩니다.
$$\text{OD} = -\log_{10}(0.1) = -(-1) = 1.0$$따라서 이 시료의 광학 밀도는 1.0이며, 입사광의 10분의 1만 통과시킵니다.
자주 묻는 질문
광학 밀도는 흡광도와 같은 건가요? 대부분의 실험실 환경에서는 그렇습니다. OD와 흡광도는 같은 공식과 단위를 쓰며 서로 같은 의미로 사용됩니다.
OD가 음수로 나오면 무슨 뜻인가요? 투과 세기가 입사 세기보다 클 때(\(I > I_0\)) OD가 음수가 됩니다. 보통 산란이나 형광, 또는 블랭크·기준값 오류 때문에 발생합니다.
OD의 단위는 무엇인가요? 광학 밀도는 같은 종류의 두 값의 비율에 로그를 취한 것이므로 단위가 없는 무차원 값입니다.
