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Opalescencia, Traslucidez y Fluorescencia

   Cuando la luz incide en una interfase, por ejemplo la transición entre el aire y el agua, o entre el aire y un material transparente como el vidrio, se produce la refracción. La refracción es la deflexión de los rayos de luz que pasan oblicuamente de un medio a otro con un cambio de velocidad. el efecto puede compararse con un carro en movimiento cuando una rueda se desliza del pavimento hasta la tierra. La rueda pierde velocidad en el terreno rugoso y el carro pierde su trayectoria por el efecto de frenado unilateral, es decir, que cambia de dirección.

Si el ángulo mediante el cual la luz encuentra la segunda fase es muy inclinado se puede refractar parcial o completamente. en la reflexión de la luz de una superficie, ésta no penetra al objeto por completo o lo hace parcialmente. (fig. 1)

En el ser humano el diente presenta una estructura histológica compleja que contiene numerosas fases. La interfase entre el esmalte y la dentina es una transición importante. Y el esmalte por sí sólo presenta una capa que lo recubre libre de prismas, por debajo de la cual yace claramente de marcado una capa de cristales de apatita que presenta caras y bordes, mientras que los cristales de apatita actúan como conductores de la luz hacia las zonas internas del diente, la luz es también refractada en su superficie y reflejada en parte para dirigirse hacia afuera.

Un efecto similar debe lograrse con los materiales restauradores. Las partículas cristalinas en la cerámica presentan una importancia óptica ya que tienen caras en donde la luz es refractada. Alternativamente, la frita de vidrio que presenta diferentes índices de refracción se pueden añadir para lograr el mismo efecto en zonas específicas.

(Fig. 2) Descripción esquemática de la reflexión y refracción de la luz que inicie en la fase cristalina de la cerámica.

Traslucidez 

   La traslucidez de un material es la propiedad mediante la cual se permite el paso de la luz a través de él. La organización prismática de los cristales de apatita y la conducción de la luz a través de ella permite cierta cantidad de traslucidez. La cantidad de traslucidez de los materiales cerámicos está determinada en buena parte por la proporción de su contenido de vidrio.

Para alcanzar la traslucidez de un diente natural se debe tener esa porción muy alta (la porcelana utilizada en las vajillas durante el siglo XIX se trató de utilizar en las prótesis, pero su contenido de vidrio era muy alto y por lo tanto era muy opaca). La refracción y la reflexión tienen un efecto de traslucidez debido a los diferentes índices refractivos en los diversos componentes de la cerámica.

Opalescencia

   Cuando la onda de luz se desplaza dentro de un material y encuentra un obstáculo menor que su longitud de onda, ella se refleja y se dispersa en todas las direcciones. Las longitudes de ondas cortas (azul) divergen mucho más que las longitudes largas (rojas). Si la fuente de luz está situada por detrás o por encima del observador, los colores marillentos y rojizos serán particularmente visibles (fig. 3). Este fenómeno se hace más fuerte cuando aumenta la diferencia en la refracción entre la matriz y las partículas que se encuentran alrededor de ella. El color del cielo es un ejemplo diario del fenómeno de opalescencia. El cielo siempre aparece de color amarillo, aun cuando emite luz blanca (fig. 4).

Cuando la mirada se dirige delante del sol, se observa el cielo en una intensidad variada de azules (fig. 5).

Esta apariencia es el resultado de la dispersión de la luz blanca del sol en las minúsculas gotas de agua que se encuentran suspendidas en la atmósfera. Debido a que en la luz se encuentra el color azul, este es dispersado con mayor intensidad que el amarillo es por ello que predomina en el cielo que no está cerca del sol. 

Así, en el cielo cerca del sol, predominan los colores que son débilmente dispersados, como lo son el amarillo y el rojo. El mineral semiprecioso denominado ópalo, que es una variedad del SiO₂ (Bióxido de Silicio), está formado por pequeñas esferas de criptocristalina amorfa y contienen gotas de agua. El ópalo es iridiscente (muestra un espectro de colores similar al arco iris) predominante en tonos azules, dependiendo de la luz y del ángulo de observación. Este fenómeno es consecuencia de la dispersión de la luz por los pequeños elementos estructurales.

El esmalte de los dientes naturales presenta un efecto de forma similar, pero limitado.

La opalescencia se logra en la cerámica mediante la adición, en la base matriz, de partículas refractivas muy finas y fuertes