Что такое оптическая плотность?
Оптическая плотность (OD), которую также называют поглощением (абсорбцией), показывает, насколько сильно образец задерживает или ослабляет проходящий через него свет. Эту величину определяют логарифмически — через отношение интенсивности прошедшего света (\(I\)) к интенсивности падающего (\(I_0\)). Чем выше OD, тем больше света поглощается или рассеивается и тем меньше его проходит насквозь. Поскольку шкала логарифмическая, при \(\text{OD} = 1\) проходит 10% света, при \(\text{OD} = 2\) — 1%, а при \(\text{OD} = 3\) — всего 0,1%.
Как пользоваться калькулятором
Введите интенсивность падающего света (\(I_0\)) — то есть свет, попадающий в образец, — и интенсивность прошедшего света (\(I\)), измеренную на выходе. Калькулятор покажет оптическую плотность, а также пропускание в виде доли и в процентах. Можно использовать любые единицы интенсивности, главное — чтобы они были одинаковыми (например, отсчёты детектора, ватты или показания прибора): значение имеет только их отношение.
Разбор формулы
Базовое уравнение выглядит так: $$\text{OD} = -\log_{10}\left(\frac{\text{Transmitted Intensity }(I)}{\text{Incident Intensity }(I_0)}\right)$$ Отношение \(I/I_0\) — это пропускание \(T\), число от 0 до 1. Если взять отрицательный десятичный логарифм этой доли, получится безразмерная и аддитивная шкала OD, которую применяют в спектрофотометрии. Обратно пропускание можно найти по формуле \(T = 10^{-\text{OD}}\), а пропускание в процентах — это просто \(T \times 100\).
Пример расчёта
Допустим, луч с интенсивностью падающего света \(I_0 = 100\) после прохождения через образец даёт на детекторе показание \(I = 10\). Тогда пропускание равно \(10/100 = 0{,}1\), то есть 10%. Оптическая плотность составит $$\text{OD} = -\log_{10}(0{,}1) = -(-1) = 1{,}0$$ Значит, оптическая плотность образца равна 1,0, и он пропускает десятую часть падающего света.
Частые вопросы
Оптическая плотность и поглощение — это одно и то же? В большинстве лабораторных задач — да: OD и абсорбцию используют как синонимы, у них одна и та же формула и одинаковые единицы.
Что означает отрицательное значение OD? Отрицательная OD появляется, когда интенсивность прошедшего света превышает интенсивность падающего (\(I > I_0\)). Обычно причиной служит рассеяние, флуоресценция или ошибка при измерении холостой пробы (бланка) либо опорного сигнала.
В каких единицах измеряется OD? Оптическая плотность безразмерна, ведь это логарифм отношения двух однотипных величин.
