Absorpce (elektromagnetické záření) - Absorption (electromagnetic radiation)
Ve fyzice , absorpce z elektromagnetického záření je, jak jedno, (typicky elektrony vázané v atomech ) zabírá foton je energie - a tak přeměňuje elektromagnetické energie do vnitřní energie z absorbéru (například tepelné energie ). Pozoruhodný účinek je útlum , nebo postupné snížení intenzity ze světelných vln , jak se šíří prostřednictvím nosiče. Přestože absorpce vln obvykle nezávisí na jejich intenzitě (lineární absorpce), za určitých podmínek ( optika ) se průhlednost média mění faktorem, který se mění v závislosti na intenzitě vln, a dochází k saturovatelné absorpci (nebo nelineární absorpci).
Kvantifikace absorpce
Mnoho přístupů může potenciálně kvantifikovat absorpci záření, s následujícími klíčovými příklady.
- Absorpční koeficient spolu s některými úzce souvisejícími odvozenými veličinami
- Koeficient útlumu (NB používá zřídka s což znamená, synonymem „absorpční koeficient“)
- Koeficient molárního útlumu (také nazývaný „molární absorpce“), což je absorpční koeficient dělený molaritou (viz také Beer -Lambertův zákon )
- Koeficient útlumu hmota (nazývané také „hmotnost extinkční koeficient“), což je absorpční koeficient děleno hustotou
- Absorpční průřez a rozptyl průřez , úzce souvisí s pohltivosti a neprůzvučnosti koeficientů, v uvedeném pořadí
- „Zánik“ v astronomii , který je ekvivalentní koeficientu útlumu
- Ostatní opatření absorpce záření, včetně hloubky penetrace a povrchového jevu , konstanta šíření , činitel útlumu , fázi konstantní , a komplexní vlnovém čísle , komplexním indexem lomu a extinkčního koeficientu , komplexní dielektrické konstanty , rezistivita .
- Související opatření, včetně absorbance (také nazývané „optická hustota“) a optické hloubky (také nazývané „optická tloušťka“)
Všechny tyto veličiny alespoň do určité míry měří, jak dobře médium pohlcuje záření. Který z nich praktikující používají, se liší podle oboru a techniky, často jednoduše kvůli konvenci.
Měření absorpce
Absorbance objektu kvantifikovat, kolik z dopadajícího světla se absorbuje ní (místo toho, aby se odráží a láme ). To může souviset s jinými vlastnostmi předmětu prostřednictvím zákona Beer -Lambert .
Přesná měření absorbance na mnoha vlnových délkách umožňují identifikaci látky pomocí absorpční spektroskopie , kde je vzorek osvětlen z jedné strany a je měřena intenzita světla, které ze vzorku vystupuje v každém směru. Několik příkladů absorpce je ultrafialová viditelná spektroskopie , infračervená spektroskopie a rentgenová absorpční spektroskopie .
Aplikace
Porozumění a měření absorpce elektromagnetického záření má celou řadu aplikací.
- V rádiovém šíření je zastoupen v ne-přímém šíření . Viz například výpočet útlumu rádiových vln v atmosféře použité při návrhu satelitního spojení.
- V meteorologii a klimatologii globální a místní teploty částečně závisí na absorpci záření atmosférickými plyny (například ve skleníkovém efektu ) a povrchu pevniny a oceánu (viz albedo ).
- V medicíně jsou rentgenové paprsky absorbovány v různé míře různými tkáněmi ( zejména kostmi ), což je základem pro rentgenové zobrazování .
- V chemii a vědě o materiálech různé materiály a molekuly absorbují záření v různém rozsahu na různých frekvencích, což umožňuje identifikaci materiálu.
- V optice jsou sluneční brýle, barevné filtry, barviva a další takové materiály navrženy speciálně s ohledem na to, jaké viditelné vlnové délky absorbují a v jakém poměru jsou.
- V biologii fotosyntetické organismy vyžadují, aby světlo příslušných vlnových délek bylo absorbováno v aktivní oblasti chloroplastů , aby bylo možné světelnou energii přeměnit na chemickou energii v cukrech a jiných molekulách.
- Ve fyzice je známo , že D-oblast zemské ionosféry významně absorbuje rádiové signály, které spadají do vysokofrekvenčního elektromagnetického spektra.
- V jaderné fyzice lze absorpci jaderného záření použít k měření hladin tekutin, denzitometrie nebo měření tloušťky.
Viz také
- Absorpční materiály
- Absorpční spektroskopie
- Albedo
- Útlum
- Elektromagnetická absorpce vodou
- Absorpce hydroxylových iontů
- Optoelektronika
- Fotoelektrický efekt
- Fotosyntéza
- Solární panel
- Spektrální čára
- Celková absorpční spektroskopie
- Ultrafialová viditelná spektroskopie
Reference
- Thomas, Michael E. (leden 2006). Optické šíření v lineárních médiích: atmosférické plyny a částice, pevné látky a voda . Optické šíření v lineárních médiích: atmosférické plyny a částice . Oxford University Press, USA. s. 3 ... (Kapitola 1, 2, 7). Bibcode : 2006oplm.book ..... T . ISBN 978-0-19-509161-8.
- ProfHoff, Ken Mellendorf; Vince Calder (listopad 2010). „Odraz a absorpce“ . Archiv fyziky - zeptejte se vědce . Národní laboratoř Argonne . Archivovány od originálu dne 2010-11-21 . Citováno 2010-11-14 .