ความโปร่งใส (ฟิสิกส์)

โปร่งใส หมายถึงการที่สามารถมองทะลุไปเห็นสิ่งต่าง ๆ ที่อยู่ฝั่งตรงข้ามหรือภายในได้ ในกรณีที่โปร่งใสโดยสมบูรณ์นั่นหมายความว่าจะมองไม่เห็นวัตถุนั้นเลยราวกับไม่มีตัวตนอยู่เลย นอกจากนี้ ถ้ามองผ่านได้บางส่วนโดยเห็นมืดหรือมัวลงไปบ้างจะเรียกว่า โปร่งแสง และถ้าหากไม่ปล่อยให้มองทะลุได้จะเรียกว่า ทึบแสง

ผลึกโปร่งใส

ในขณะเดียวกันคำนี้ก็เป็นคำเปรียบเปรยในความหมายและบริบทต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ถูกนำมาใช้เกี่ยวกับการเปิดเผยสภาพการบริหารและการดำเนินงานขององค์กร (ดูที่ ความโปร่งใส (การเมือง))

ความหมายของความโปร่งใส

การที่ให้แสงผ่านได้

โดยทั่วไป "โปร่งใส" จะใช้กับแสง (แสงที่มองเห็นได้) และเนื่องจากแสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง จึงมีการสรุปทางวิทยาศาสตร์ว่าเมื่อสารหนึ่ง ๆ มีลักษณะ "โปร่งใส" สำหรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ย่านความถี่หนึ่ง ๆ จะไม่มีอันตรกิริยาเกิดขึ้นระหว่างสสารกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้นเลย นั่นหมายความว่าไม่มีการดูดกลืน การกระเจิง หรือ การสะท้อน เกิดขึ้น ถ้าหากมีการดูดกลืนหรือกระเจิงเกิดขึ้น แสงที่ผ่านวัตถุนั้นจะมีค่ำลดลง นั่นคือมีความโปร่งใสน้อยลง

เมื่อสารดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สารนั้นจะปรากฏเป็นสีขึ้นมาตามสีที่เสริมกันของความยาวคลื่นที่สารนั้นดูดซับไว้ ตัวอย่างเช่น คลอโรฟิลล์ดูดซับแสงที่มีความยาวคลื่น 680–700 นาโนเมตร ซึ่งตรงกับสีแดง จึงปรากฏเป็นสีคู่ตรงข้ามคือสีเขียว

เมื่อพิจารณาคลื่นย่านความถี่ต่าง ๆ

เมื่อสสารทำให้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดการกระเจิง สสารนั้นก็จะปรากฏเป็นสีขึ้นได้ การกระเจิงเกิดขึ้นเมื่อสสารมีโครงสร้างหน่วยพอ ๆ กับความยาวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น น้ำไม่ดูดกลืนแสงที่มองเห็นได้ ดังนั้นในสภาวะปกติจึงดูโปร่งใส แต่เมื่อกลายเป็นอนุภาคขนาดเล็กจะเกิดการกระเจิงแสงขึ้นได้จึงกลายเป็นทึบแสง นี่คือสาเหตุที่หมอกและไอน้ำมีลักษณะเป็นสีขาว

ดังนั้นถ้าจะประเมินว่าวัสดุนั้นโปร่งใสหรือไม่ ต้องมีการระบุความยาวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป้าหมาย กระจกที่เรียกว่ากระจกใสนั้นโดยทั่วไปหมายถึงว่าเกือบจะโปร่งใสต่อแสงที่มองเห็นได้ แต่อาจไม่สามารถส่องผ่านรังสีอัลตราไวโอเลตได้มากนัก ดังนั้นสำหรับสิ่งมีชีวิตที่สามารถรับรู้ถึงแสงอัลตราไวโอเลตได้แล้ว จึงไม่สามารถกล่าวได้ว่าโปร่งใส ในทางกลับกัน หากสิ่งมีชีวิตใดมีความไวต่อรังสีเอกซ์ มนุษย์จะถูกสังเกตว่าเป็นสิ่งมีชีวิตที่โปร่งแสง

ตัวอย่างสิ่งที่โปร่งใส

ปลาเมือก เช่น ปลาไหล มีลักษณะโปร่งใส

มีสิ่งมีชีวิตหลายประเภทที่ร่างกายโปร่งใส เช่น แมงกะพรุน ปลาบางชนิด เนื้อเยื่อภายในของกระบองเพชร สำหรับในร่างกายมนุษย์นั้น ถุงน้ำคร่ำ และ กระจกตา มีความโปร่งใส ส่วนเล็บนั้นโปร่งแสง

ตัวอย่างและเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้วได้รับการทำให้โปร่งใสด้วยสารเคมีเพื่อการสังเกต เช่น ตัวอย่างโครงกระดูกโปร่งใสที่ทำให้ตัวโครงกระดูกดูโดดเด่น สถาบันวิจัยบางแห่ง เช่น RIKEN กำลังพัฒนาน้ำยาทำโปร่งใสที่สามารถใช้สำหรับการวิจัยที่แม่นยำยิ่งขึ้น

วัสดุโปร่งใสต้องใช้เทคโนโลยีขั้นสูงในการผลิต รวมถึงพวกภาชนะแก้วและเครื่องประดับในยุคก่อนที่จะมีเทคโนโลยีการผลิตเป็นจำนวนมาก ทุกวันนี้ นอกจากแก้วทั่วไปแล้ว เรซินสังเคราะห์ใส เช่น ถุงพลาสติก สามารถผลิตจำนวนมากได้ในต้นทุนที่ต่ำ เป็นเรื่องยากที่จะผลิตวัสดุโปร่งใสขนาดใหญ่ที่มีทั้งความโปร่งใสสูงและความทนทานสูง แต่ด้วยการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ทำให้วัสดุโปร่งใสต่าง ๆ ได้รับการพัฒนาและผลิตได้ง่ายขึ้น ปัจจุบัน วัสดุที่มีความโปร่งใสสูง เช่น อะคริลิกที่ใช้ในตู้ปลาและแก้วควอตซ์ที่ใช้ในใยแก้วนำแสง

การวัดความโปร่งใส

ความโปร่งใสเป็นสิ่งที่สามารถวัดได้ โดยอาจมีนิยามแตกต่างกันไป ปริมาณทางฟิสิกส์ที่ใช้ในการวัดความโปร่งใสได้แก่

• ความส่งผ่าน
• ความทึบแสง
• สัมประสิทธิ์การดูดกลืน