Absorption (elektromagnetische Strahlung) - Absorption (electromagnetic radiation)

Ein Überblick über die Absorption elektromagnetischer Strahlung . Dieses Beispiel erörtert das allgemeine Prinzip unter Verwendung von sichtbarem Licht als spezifisches Beispiel. Eine weiße Lichtquelle – die Licht mehrerer Wellenlängen aussendet – wird auf eine Probe fokussiert (die Komplementärfarbenpaare sind durch die gelben gestrichelten Linien gekennzeichnet). Beim Auftreffen auf die Probe werden Photonen absorbiert , die der Energielücke der vorhandenen Moleküle (in diesem Beispiel grünes Licht) entsprechen, die Moleküle anregen. Andere Photonen werden unbeeinflusst transmittiert und bei Strahlung im sichtbaren Bereich (400–700 nm) erscheint das transmittierte Licht als Komplementärfarbe (hier Rot). Durch Aufzeichnen der Dämpfung von Licht bei verschiedenen Wellenlängen, ein Absorptionsspektrum erhalten werden.

In der Physik , Absorption von elektromagnetischer Strahlung ist , wie Materie (typischerweise Elektronen in gebundene Atomen ) ein aufgreift Photon ‚s Energie - und wandelt so elektromagnetische Energie in innere Energie des Absorbers (beispielsweise thermische Energie ). Ein bemerkenswerter Effekt ist die Dämpfung oder die allmähliche Verringerung der Intensität von Lichtwellen, wenn sie sich durch ein Medium ausbreiten . Obwohl die Absorption von Wellen normalerweise nicht von ihrer Intensität abhängt (lineare Absorption), ändert sich unter bestimmten Bedingungen ( Optik ) die Transparenz des Mediums um einen Faktor, der als Funktion der Wellenintensität variiert, und es tritt eine sättigbare Absorption (oder nichtlineare Absorption) auf.

Quantifizierung der Absorption

Viele Ansätze können die Strahlungsabsorption potenziell quantifizieren, wobei die wichtigsten Beispiele folgen.

Alle diese Größen messen zumindest teilweise, wie gut ein Medium Strahlung absorbiert. Welche unter ihnen die Praktiker verwenden, variiert je nach Fachgebiet und Technik, oft einfach aufgrund der Konvention.

Absorptionsmessung

Die Extinktion eines Objekts gibt an, wie viel des einfallenden Lichts von diesem absorbiert wird (anstatt reflektiert oder gebrochen zu werden ). Dies kann durch das Lambert-Beer-Gesetz auf andere Eigenschaften des Objekts bezogen werden .

Präzise Messungen der Extinktion bei vielen Wellenlängen ermöglichen die Identifizierung einer Substanz durch Absorptionsspektroskopie , bei der eine Probe von einer Seite beleuchtet und die Intensität des Lichts gemessen wird, das in jede Richtung aus der Probe austritt. Einige Beispiele für Absorption sind Ultraviolett-Vis-Spektroskopie , Infrarotspektroskopie und Röntgenabsorptionsspektroskopie .

Anwendungen

Grobe Darstellung der atmosphärischen Durchlässigkeit (oder Opazität) der Erde für verschiedene Wellenlängen elektromagnetischer Strahlung, einschließlich sichtbarem Licht

Das Verstehen und Messen der Absorption elektromagnetischer Strahlung hat eine Vielzahl von Anwendungen.

Siehe auch

Verweise