Absorpcja w Optyce
Absorpcja to proces, w którym substancja pochłania energię fali elektromagnetycznej, co skutkuje zmniejszeniem natężenia światła przechodzącego przez nią. Oprócz absorpcji, natężenie światła może być również zmniejszone w wyniku jego rozpraszania.
Mechanizm Absorpcji
Mechanizm absorpcji światła opisuje mechanika kwantowa, która postrzega światło jako strumień fotonów. Foton, aby zostać zaabsorbowany, musi oddziaływać z cząstkami materii, a jego energia zależy od częstotliwości światła. Gdy energia fotonu odpowiada różnicy energii między stanami wzbudzonymi elektronu, foton jest pochłaniany. Proces ten prowadzi do wzbudzenia atomu, który później powraca do stanu podstawowego, emitując energię.
Absorpcja w Gazach Atomowych
W zimnych, rozrzedzonych gazach atomowych poziomy energetyczne są od siebie odległe, co pozwala na absorpcję tylko niektórych fotonów o określonych energiach. Zjawisko to zostało po raz pierwszy zaobserwowane w widmie słonecznym przez Fraunhofera.
Absorpcja w Gazach Cząsteczkowych
W gazach cząsteczkowych układ poziomów energetycznych jest bardziej złożony, obejmując poziomy rotacyjne i oscylacyjne. To sprawia, że absorpcja zachodzi w szerszym zakresie energii.
Wykorzystanie Zjawiska Absorpcji
Absorpcja światła w substancjach pozwala na identyfikację tych substancji, co jest wykorzystywane w spektroskopii absorpcyjnej do badania składu chemicznego gazów i innych materiałów.
Wielkości Charakteryzujące Absorpcję Światła
- Absorbancja: Miarą absorpcji światła jest absorbancja, która oblicza się na podstawie prawa Bouguera. Wyraża się wzorem: .
- Transmitancja: Oznacza, jaka część promieniowania została przepuszczona przez substancję, wyrażana wzorem: .
Podsumowanie
Absorpcja jest kluczowym zjawiskiem w optyce, które można analizować za pomocą wielkości takich jak absorbancja i transmitancja. Zjawisko to ma szerokie zastosowanie w naukach przyrodniczych, w tym w spektroskopii, umożliwiając badanie składu chemicznego różnych substancji.
