吸收 (光學)

在物理學中，電磁輻射的吸收是物質（通常是束縛在原子中的電子）吸收光子能量的方式——因此將電磁能轉化為吸收體的內部能量（例如，熱能）。 一個顯著的影響是衰減，或光波在介質中傳播時強度逐漸降低。 雖然波的吸收通常不取決于它們的強度（線性吸收），但在某些條件下（光學）介質的透明度會隨著波強度和可飽和吸收（或非線性吸收）的函數而變化。 發生。

許多方法都可以潛在地量化輻射吸收，以下是關鍵示例。

• 吸收系數以及一些密切相關的導出量
• 衰減系數（NB很少使用，與吸收系數同義）
• 摩爾衰減系數（也稱為摩爾吸收率），即吸收系數除以摩爾濃度（另請參見比爾-朗伯定律）
• 質量衰減系數（也稱為質量消光系數），即吸收系數除以密度
• 吸收截面和散射截面，分別與吸收系數和衰減系數密切相關
• 天文學中的消光，相當于衰減系數
• 輻射吸收的其他測量值，包括穿透深度和集膚效應、傳播常數、衰減常數、相位常數、復波數、復折射率和消光系數、復介電常數、電阻率和電導率。
• 相關測量，包括吸光度（也稱為光密度）和光深度（也稱為光學厚度）

所有這些量至少在某種程度上衡量了介質吸收輻射的程度。 從業者使用哪些因領域和技術而異，通常僅僅是由于慣例。

物體的吸光度量化了有多少入射光被物體吸收（而不是被反射或折射）。 這可能通過 Beer-Lambert 定律與物體的其他屬性相關。

在許多波長下精確測量吸光度允許通過吸收光譜法識別物質，其中從一側照射樣品，并測量從樣品向各個方向射出的光的強度。 吸收的幾個例子是紫外-可見光譜、紅外光譜和 X 射線吸收光譜。

了解和測量電磁輻射的吸收有多種應用。

• 在無線電傳播中，它表現為非視距傳播。 例如，查看衛星鏈路設計中使用的無線電波在大氣中的衰減計算。
• 在氣象學和氣候學中，全球和局部溫度部分取決于大氣氣體（例如溫室效應）以及陸地和海洋表面（參見反照率）對輻射的吸收。
• 在醫學上，不同組織（尤其是骨骼）對 X 射線的吸收程度不同，這是 X 射線成像的基礎。
• 在化學和材料科學中，不同的材料和分子在不同頻率下吸收不同程度的輻射，從而可以進行材料識別。

• 在光學領域，太陽鏡、彩色濾光片、染料和其他此類材料是根據它們吸收的可見波長及其所占比例專門設計的。
• 在生物學中，光合生物需要葉綠體的活性區域吸收適當波長的光，以便光能在糖和其他分子中轉化為化學能。
• 在物理學中，眾所周知，地球電離層的 D 區會顯著吸收屬于高頻電磁頻譜的無線電信號。
• 在核物理學中，核輻射的吸收可用于測量液位、密度測量或厚度測量。

在科學文獻中，已知一種反射鏡和透鏡系統，使用激光可以使任何材料吸收來自各種角度的所有光。