Superficie

Unha superficie, como se usa o termo máis xeralmente, é a capa máis externa ou superior dun obxecto ou espazo físico.^[1][2] É a parte ou rexión do obxecto que pode ser percibida por primeira vez por un observador usando os sentidos da vista e do tacto, e é a parte coa que outros materiais interactúan por primeira vez. A superficie dun obxecto é algo máis que "un mero sólido xeométrico", pero está "chea, espallada por ou impregnada de calidades perceptíbeis como a cor e a calor".^[3]

A superficie dunha mazá ten varias características perceptíbeis, como curvatura, suavidade, textura, cor e brillo; observar estas características mediante a vista ou o tacto permite identificar o obxecto.

Pinga de auga deitada sobre un damasco. A tensión superficial é o suficientemente alta como para evitar que pase debaixo do téxtil.

O Sol, como todas as estrelas, parece ter unha superficie distinta desde a distancia, mais ao achegarse máis preto non ten unha superficie fixa.

O concepto de superficie foi abstraído e formalizado en matemáticas, concretamente en xeometría e topoloxía. Dependendo das propiedades sobre as que se faga énfase, hai varias formalizacións non equivalentes, todas chamadas superficie, ás veces con algún cualificativo, como superficie alxébrica, superficie suave ou superficie fractal.

O concepto de superficie e a súa abstracción matemática son moi utilizados en física, enxeñaría, gráficos por ordenador e moitas outras disciplinas, principalmente na representación das superficies de obxectos físicos.

Por exemplo, ao analizar as propiedades aerodinámicas dun avión, a consideración central é o fluxo de ar ao longo da súa superficie.

En matemáticas

Artigos principais: superficie (matemáticas) e superficie (topoloxía).

Esta sección é un extracto de Superficie (matemáticas).[editar]

Unha esfera é a superficie dunha bóla sólida, aquí tendo un raio r

Unha superficie aberta con contornos en x, y e z.

En matemáticas, unha superficie é un modelo matemático do concepto común de superficie. É unha xeneralización dun plano, pero, a diferenza dun plano, pode ser curvo; isto é análogo a unha curva que xeneraliza unha recta.

En topoloxía

Esta sección é un extracto de Superficie (topoloxía).[editar]

Unha superficie aberta con contornos x, y e z mostrados.

Na parte das matemáticas coñecida como topoloxía, unha superficie é un variedade bidimensional. Algunhas superficies xorden como límites de figuras sólidas tridimensionais; por exemplo, a esfera é o límite da bóla sólida. Outras superficies xorden como gráficas de funcións de dúas variábeis; vexa a figura á dereita. Non obstante, as superficies tamén poden definirse de xeito abstracto, sen referencia a ningún espazo ambiente. Por exemplo, a botella de Klein é unha superficie que non pode ser mergullada no espazo euclidiano tridimensional.

Ás veces, as superficies topolóxicas están equipadas con información adicional, como unha métrica de Riemann ou unha estrutura complexa, que as conecta con outras disciplinas dentro das matemáticas, como a xeometría diferencial e a análise complexa. Os diversos conceptos matemáticos de superficie pódense usar para modelar superficies no mundo físico.

Nas ciencias físicas

O concepto de superficie nas ciencias físicas abrangue as estruturas e dinámicas das superficies e que ocorren nas mesmas. O campo subxace en moitas disciplinas prácticas, como a física de semicondutores e a nanotecnoloxía aplicada, mais tamén é de interese fundamental.

Moitas superficies consideradas na física e na química son interfaces. Por exemplo, unha superficie pode ser o límite idealizado entre dous fluídos, líquido e gas (a tona do mar no ar) ou o límite idealizado dun sólido (a superficie dunha bóla). En dinámica de fluídos, a forma dunha superficie libre pode ser definida pola tensión superficial. No entanto, son superficies só a escala macroscópica. A escala microscópica, poden ter algún grosor. A escala atómica, non se ven en absoluto como unha superficie, por mor dos buracos formados por espazos entre átomos ou moléculas.^[4]

En informática gráfica

En gráficos por ordenador, unha superficie é unha representación matemática dun obxecto ou forma 3D. As superficies utilízanse para modelar e renderizar a capa exterior dun obxecto, dándolle forma, textura e cor nun espazo virtual. Unha superficie é esencialmente unha colección de puntos no espazo 3D que se definen e visualizan matematicamente para formar a forma dun obxecto. As superficies son fundamentais para crear modelos 3D realistas, xa que definen a "pele" ou "límite exterior" dun obxecto.