Transparente
Un material transparente deja pasar la luz directamente a través de él para que los objetos detrás puedan verse con claridad, como el vidrio claro, el agua o el aire.
Definition
Un material transparente deja pasar la luz directamente para que lo que está del otro lado pueda verse con claridad, como el vidrio de una ventana, el agua limpia y el aire, aunque transparente no significa invisible: una pequeña cantidad de luz se refleja en la superficie de una ventana y se dobla ligeramente, por eso el vidrio mismo sigue siendo visible. Transmite luz con poca dispersión o absorción, así que las imágenes pasan con claridad aunque la luz se frene y se refracte dentro del material y una pequeña fracción se refleje en cada superficie, y la transparencia depende de la longitud de onda; el vidrio común es transparente a la luz visible pero bloquea la mayor parte del ultravioleta. Un material es transparente en una longitud de onda dada cuando sus fotones carecen de la energía para excitar transiciones electrónicas (el vidrio tiene una brecha de banda de unos $9\ \text{eV}$ frente a los $3\ \text{eV}$ de los fotones visibles), cuando no hay modos vibracionales que coincidan, y cuando la estructura es homogénea a la escala de la longitud de onda de modo que la dispersión es despreciable, con la transmisión siguiendo $T = (1 - R)^2 e^{-\alpha x}$ para una lámina; los metales son opacos porque los electrones libres absorben y reemiten la luz, mientras que la fibra de sílice ultrapura es tan transparente a $1550\ \text{nm}$ que la luz pierde solo unos $0.2\ \text{dB/km}$.
Example
Un libro puede leerse a través de una lámina de plástico transparente, y los peces pueden observarse a través del vidrio de un acuario; el vidrio común de una ventana transmite unos $90\%$ de la luz visible, refleja unos $8\%$, y absorbe el $2\%$ restante, y un bloque grueso de vidrio se ve ligeramente verde porque absorbe un poco más de luz roja que verde. La fibra de sílice con una pérdida de $0.2\ \text{dB/km}$ deja pasar $10^{-0.02} \approx 95.5\%$ de la luz por kilómetro, y después de $50\ \text{km}$ todavía queda $10\%$, detectable, por eso los cables submarinos solo necesitan repetidores cada varias decenas de kilómetros, mientras que el vidrio de ventana con unos $30\ \text{dB/km}$ sería efectivamente negro después de unos cuantos cientos de metros.
Key Insight
El agua es transparente en un vaso, y sin embargo el océano se ve azul y una nube se ve blanca: la profundidad añade absorción y las gotitas añaden dispersión, así que la misma sustancia puede ser transparente, coloreada u opaca según cómo esté dispuesta. La transparencia en realidad es una afirmación sobre niveles de energía más que sobre tener agujeros por donde pasa la luz: el diamante y el vidrio son transparentes porque sus electrones no tienen ningún estado permitido al que saltar cuando llega un fotón visible, así que el fotón pasa sin ser tocado.