En física , el moteado dinámico es el resultado de la evolución temporal de un patrón de moteado donde las variaciones en los elementos de dispersión responsables de la formación del patrón de interferencia en la situación estática producen los cambios que se ven en el patrón de moteado., donde sus granos cambian su intensidad (nivel de gris) así como su forma a lo largo del tiempo. Un ejemplo fácil de observar es la leche: coloque un poco de leche en una cucharadita y observe la superficie a la luz solar directa. Habrá un patrón visible "danzante" de puntos de colores. Donde la leche se seca en la cuchara en el borde, el moteado se ve estático. Esta es una evidencia directa del movimiento térmico de los átomos, que causa el movimiento browniano de las partículas coloidales en la leche, que a su vez da como resultado el moteado dinámico visible a simple vista.
Contenido de informacion
El patrón dinámico muestra entonces los cambios que, si se analizan a lo largo del tiempo, representan la actividad del material iluminado. El efecto visual es el de un líquido hirviendo o la imagen en un televisor lejos de sintonizar.
Puede analizarse mediante diversas herramientas matemáticas y estadísticas y aportar información numérica o visual sobre su magnitud, la no bien definida idea de actividad. Debido a que el número de centros de dispersión es muy alto, el fenómeno colectivo es difícil de interpretar y sus contribuciones individuales al resultado final no se pueden inferir. Las medidas que se obtienen mediante las herramientas de análisis presentan el nivel de actividad como una suma de las contribuciones de los fenómenos debidos al efecto Doppler de la luz dispersa así como otros fenómenos eventualmente presentes (variaciones temporales del índice de refracción de la muestra, etc. .) La luz dispersada con pequeños cambios Doppler en su frecuencia late en el detector (eventualmente el ojo) dando lugar a las lentas variaciones de intensidad que constituyen la dinámica del patrón de moteado.
Una muestra biológica, por ejemplo, que es un material que contiene una gran cantidad de centros de dispersión móviles, presenta variaciones de índice de refracción en los materiales que la componen con cambios de potencia así como muchos otros efectos aumentando la complejidad en la identificación y aislamiento de estos. fenómenos. Entonces, la interpretación completa de la actividad de una muestra, mediante el moteado dinámico, se presenta como grandes desafíos. [1]
La Figura 1 muestra una secuencia de patrones de motas en una semilla de maíz en el inicio de su proceso de germinación donde el efecto dinámico es mayor en las áreas donde se espera que los centros de dispersión sean más activos como es el caso del embrión y en una ruptura en la región del endospermo de la semilla. El embrión está en la parte inferior izquierda y la ruptura es una región similar a un río en el centro. En la fisura, la actividad se debe a la intensa evaporación del agua interior, mientras que en el embrión la actividad es mayor debido al metabolismo del tejido vivo junto con la actividad provocada por la evaporación del agua. En el endospermo, la región superior derecha de la imagen representa que la actividad relativamente baja se debe únicamente a la evaporación del agua.
Aplicaciones
El tejido biológico es uno de los más complejos que se pueden encontrar en la naturaleza. Además se ve agravada por la variabilidad intrínseca presente entre una muestra y otra. Estos hechos dificultan aún más la comparación de resultados entre diferentes muestras incluso en presencia del mismo estímulo. En este contexto, se han aplicado patrones de moteado para estudiar bacterias, [2] [3] parásitos, semillas y plantas. [4]
Otros campos de aplicación son el análisis de pintura en secado, [5] control en geles, [6] espumas , corrosión , eflorescencias , etc.
Análisis de moteado dinámico
Se han propuesto varias herramientas matemáticas y estadísticas para la caracterización de la actividad de un patrón de moteado dinámico. Algunos de ellos son:
- Momento de inercia de la matriz de co-ocurrencia (MOC) [7]
- Fujii [8]
- Diferencias generalizadas [9]
- Diferencia temporal [10]
Estos y otros métodos se recopilan en la biblioteca de herramientas láser Biospeckle .
Ver también
Referencias
- ^ Rabal, HJ; Braga, RA (2008). Aplicaciones y moteado láser dinámico . Prensa CRC . ISBN 978-1-4200-6015-7.
- ^ Murialdo, S; et al . "Análisis de la respuesta quimiotáctica bacteriana mediante moteado láser dinámico". J. Biomed. Optar. 14 (6) (2009) 064015.
- ^ Ramírez-Miquet, EE; et al . "Caracterización de la actividad de Escherichia coli utilizando una técnica de moteado dinámico láser". Rev. Cub. Fis. 28 (1E) (2011) págs. 1E13-1E17.
- ^ Zhao, Y (1997). "Mediciones de fluctuación de la intensidad del moteado láser puntuales y de campo completo aplicadas a muestras botánicas". Óptica y láseres en ingeniería . 28 (6): 443–456. Código Bibliográfico : 1997OptLE..28..443Z . doi : 10.1016 / S0143-8166 (97) 00056-0 .
- ^ Faccia, PA; et al. (2009). "Diferenciación del tiempo de secado de pinturas mediante interferometría moteada dinámica". Progreso en Recubrimientos Orgánicos . 64 (4): 350–355. doi : 10.1016 / j.porgcoat.2008.07.016 .
- ^ Cabelo, CI; et al . Estudio del carácter hidrófilo del gel de sílice mediante un método de moteado dinámico por láser. Rev. Cub. Fis. 25 (2A) (2008) págs. 67-69
- ^ Arizaga, R. (1999). "Caracterización de la evolución del tiempo de moteado mediante el análisis matricial de co-ocurrencia". Tecnología óptica y láser . 31 (2): 163-169. Código Bibliográfico : 1999OptLT..31..163A . doi : 10.1016 / S0030-3992 (99) 00033-X .
- ^ Briers, J (1995). "Versión digital casi en tiempo real de la fotografía de moteado de exposición única para el monitoreo de campo completo de los campos de velocidad o flujo". Comunicaciones ópticas . 116 (1-3): 36-42. Código Bibliográfico : 1995OptCo.116 ... 36B . doi : 10.1016 / 0030-4018 (95) 00042-7 .
- ^ Arizaga, R .; et al. (2002). "Visualización de la actividad local mediante patrones dinámicos de motas". Ingeniería óptica . 41 (2): 287. Bibcode : 2002OptEn..41..287A . doi : 10.1117 / 1.1428739 .
- ^ Martí-López, L .; et al. (2010). "Método de diferencia temporal para procesar patrones de moteado dinámico". Comunicaciones ópticas . 283 (24): 4972–4977. Código bibliográfico : 2010OptCo.283.4972M . doi : 10.1016 / j.optcom.2010.07.073 .
[1]
- ^ Patente http://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=AR5324365&recNum=1&docAn=P060104012&queryString=055432&maxRec=1 , http://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf? docId = AR5324365