吸收 (光学)

在物理学中，电磁辐射的吸收是物质（通常是束缚在原子中的电子）吸收光子能量的方式——因此将电磁能转化为吸收体的内部能量（例如，热能）。 一个显着的影响是衰减，或光波在介质中传播时强度逐渐降低。 虽然波的吸收通常不取决于它们的强度（线性吸收），但在某些条件下（光学）介质的透明度会随着波强度和可饱和吸收（或非线性吸收）的函数而变化。 发生。

许多方法都可以潜在地量化辐射吸收，以下是关键示例。

• 吸收系数以及一些密切相关的导出量
• 衰减系数（NB很少使用，与吸收系数同义）
• 摩尔衰减系数（也称为摩尔吸收率），即吸收系数除以摩尔浓度（另请参见比尔-朗伯定律）
• 质量衰减系数（也称为质量消光系数），即吸收系数除以密度
• 吸收截面和散射截面，分别与吸收系数和衰减系数密切相关
• 天文学中的消光，相当于衰减系数
• 辐射吸收的其他测量值，包括穿透深度和集肤效应、传播常数、衰减常数、相位常数、复波数、复折射率和消光系数、复介电常数、电阻率和电导率。
• 相关测量，包括吸光度（也称为光密度）和光深度（也称为光学厚度）

所有这些量至少在某种程度上衡量了介质吸收辐射的程度。 从业者使用哪些因领域和技术而异，通常仅仅是由于惯例。

物体的吸光度量化了有多少入射光被物体吸收（而不是被反射或折射）。 这可能通过 Beer-Lambert 定律与物体的其他属性相关。

在许多波长下精确测量吸光度允许通过吸收光谱法识别物质，其中从一侧照射样品，并测量从样品向各个方向射出的光的强度。 吸收的几个例子是紫外-可见光谱、红外光谱和 X 射线吸收光谱。

了解和测量电磁辐射的吸收有多种应用。

• 在无线电传播中，它表现为非视距传播。 例如，查看卫星链路设计中使用的无线电波在大气中的衰减计算。
• 在气象学和气候学中，全球和局部温度部分取决于大气气体（例如温室效应）以及陆地和海洋表面（参见反照率）对辐射的吸收。
• 在医学上，不同组织（尤其是骨骼）对 X 射线的吸收程度不同，这是 X 射线成像的基础。
• 在化学和材料科学中，不同的材料和分子在不同频率下吸收不同程度的辐射，从而可以进行材料识别。

• 在光学领域，太阳镜、彩色滤光片、染料和其他此类材料是根据它们吸收的可见波长及其所占比例专门设计的。
• 在生物学中，光合生物需要叶绿体的活性区域吸收适当波长的光，以便光能在糖和其他分子中转化为化学能。
• 在物理学中，众所周知，地球电离层的 D 区会显着吸收属于高频电磁频谱的无线电信号。
• 在核物理学中，核辐射的吸收可用于测量液位、密度测量或厚度测量。

在科学文献中，已知一种反射镜和透镜系统，使用激光可以使任何材料吸收来自各种角度的所有光。